Stoommachine en krukas vmbo-kgt34 - kopie 1

Stoommachine en krukas vmbo-kgt34 - kopie 1

Stoommachine en krukas

Leerdoelen

Aan het eind van deze opdracht kan ik:

  • uitleggen waarom stoommachines meer energie leveren dan menselijke en dierlijke spierkracht.
  • omschrijven hoe een krukas met vliegwiel werkt.
  • minimaal twee voorbeelden van toepassingen van de stoommachine noemen.
  • een soort motor met krukas en vliegwiel noemen die vanaf eind 19e eeuw de plaats van stoommachines hebben ingenomen.

Werkwijze

Activiteiten

 

 

Stap Groepsgrootte Activiteit
Stap 1 Alleen Tekst lezen over de opkomst van de stoommachine.
Stap 2 Alleen Tekst lezen over de stoommachine van James Watt.
Stap 3 Alleen Tekst lezen over de opvolgers van de stoommachine.
    Word document inleveren via elo


Benodigdheden
Geen bijzonderheden.

Tijd
Voor deze opdracht heb je 2 lesuren nodig.

 

 

Kennisbank

In deze opdracht gaat het over de Industriële Revolutie. De uitvinding van de stoommachine zorgde voor grote veranderingen in de industrie en in de samenleving.
Bestudeer, voor je met de opdracht begint, de volgende Kennisbank.
KB: Industriële Revolutie

Zorg dat je na het bestuderen van de Kennisbank antwoord kunt geven op de volgende vragen:

  1. Welke uitvinding leidde tot het begin van de Industriële Revolutie?
  2. Op welke plekken werden de eerste fabrieken gebouwd? Waarom?
  3. Thomas Newcomen vond de stoommachine uit. Wie zorgde ervoor dat de stoommachine meer kracht kreeg en voor aandrijving van andere machines gebruikt kon worden?

Stap 1

Stoommachine

De eerste stoommachines, alleen voor de mijnbouw
Een machine die op stoomkracht loopt, is (veel) sterker dan een mens of een dier. Daarom kun je met een stoommachine evenveel werk doen dan met meerdere mensen of dieren tegelijk. De eerste stoommachines werden begin 18e eeuw in Engeland gebouwd.

Deze stoommachines kwamen voor steenkoolmijnen in Engeland als een geschenk uit de hemel. Eerst kon steenkool alleen worden gedolven door gangen te graven in een steenkoollaag vlak onder de grond. Verticale schachten liepen net als een waterput vol grondwater. Door dat water kon je niet bij de steenkool in de schacht komen. Met de stoommachine van Thomas Newcomen kon men grondwater uit de schachten wegpompen. Zo konden dieper gelegen steenkoollagen worden bereikt. Bovendien kon je met stoommachines meer steenkool tegelijk uit de schacht hijsen dan voorheen met menskracht.

Kijk naar de film ‘Stoommachine’ over de stoommachine, bedacht door de Engelsman Thomas Newcomen. Lees voor het kijken eerste de vragen onder de video.

Maar de stoomtechniek was met de machine van Newcomen nog niet uitontwikkeld. Newcomen’s stoommachines waren traag en moeilijk te bedienen. Zo moest je telkens met de hand kranen open en dicht draaien. Bovendien hadden ze zelf wel heel veel kolen nodig om stoom te maken. Kortom, echt geschikt voor gebruik in fabrieken waren ze nog niet.

Vragen:

  1. Waar werden de eerste stoommachines voor gebruikt?
  2. Kwam je ook stoommachines tegen op andere plekken dan bij steenkoolmijnen?

Stap 2

James Watt 1736-1819

De stoommachine van James Watt
Vanaf 1763 ontwierp James Watt (1736-1819) stoommachines met een krukas en een vliegwiel. Dankzij deze onderdelen konden deze stoommachines meer doen dan alleen water oppompen uit mijnschachten en steenkool uit mijnschachten hijsen. Heel veel meer. Ze konden waterpompen van gemalen aandrijven (dat deden eerst windmolens). Ze konden schepen aandrijven zodat die geen zeilen en windkracht meer nodig hadden om te varen. Hoe hard het ook waaide en uit welke richting, je kon een schip met een stoommachine altijd laten varen waarheen je maar wilde. En ook sneller dan met windkracht en zeilen. En ze konden machines aandrijven die dingen deden waar anders spierkracht, waterkracht of windkracht voor nodig was. Bovendien werkten de machines veel sneller. Denk bijvoorbeeld aan spinnen, weven en het drukken van kranten en andere tijdschriften.

Hoe de stoommachines van Watt werkten en waarom ze gretig aftrek vonden bij mensen die fabrieken hadden of lieten bouwen, zie je in de film ‘Op stoom, de stoommachine en de stoomtrein’.
Lees voor het kijken eerst de vragen onderaan de pagina. De antwoorden hoor je niet gelijk in de video, maar je kunt de informatie uit de video wel gebruiken bij het beantwoorden van de vragen.

 

 

In het filmpje ontbreekt een belangrijk woord: krukas. De presentatrice legt goed uit dat de stoom een cilinder in beweging zet, die op zijn beurt een stang aandrijft. Deze drijfstang gaat heen en weer en is verbonden aan, jawel, de krukas. Zie animatie.

In het rood een krukas die via de drijfstangen in verbinding staat met de zuigers van een verbrandingsmotor.

Zo wordt een heen-en-weergaande beweging omgezet in een draaiende beweging. Geniaal. Het grote grijze wiel op de as is het vliegwiel. De zware massa zorgt ervoor dat de ronddraaiende beweging niet al te schokkerig verloopt maar een mooi vloeiende beweging wordt.

Stap 3

De opvolgers van de stoommachine
Vanaf het einde van de 19e eeuw maakten stoommachines in fabrieken en voertuigen steeds meer plaats voor elektromotoren en motoren die op benzine, diesel of gas lopen. Die nieuwe soorten motoren vind je nu overal, in treinen, in auto’s , in brommers en motoren, op schepen, in fabrieken en kantoren. En ook waar de stoommachine nooit te vinden is geweest, bij mensen thuis.
Stoommachines worden alleen nog gebruikt in musea en, in een miniatuuruitvoering, als speelgoed.

De krukasmotor is wel gebleven. De stoommachine die door James Watt is bedacht en gebouwd, is doorontwikkeld tot een echte ontbrandingsmotor.

Kijk naar de film ‘Work cycle of 4-stroke internal combustion engine 3D’.
De beelden spreken voor zichzelf

Vraag:
1. Wat is het grote verschil tussen de stoommachine van Watt en een verbrandingsmotor?

 

Begrippenlijst

Stoommachine
Machine, aangedreven door stoom, bedoeld voor het aandrijven van andere werktuigen.		 Krukas
Een as in een (stoom)machine die op en neer of heen en weer beweegt en deze beweging omzet in een draaiende beweging. De krukas zit tussen de aandrijfstang en het vliegwiel.
Vliegwiel
Wiel dat op de krukas van een (stoom)machine vastzit. Door zijn zware gewicht blijft het draaien op het "dode punt" van de beweging, waardoor de aandrijving niet schokkerig, maar vloeiend gaat.		 Verbrandingsmotor
Motor die loopt door verbranding van benzine, diesel of gas.

  • Het arrangement Stoommachine en krukas vmbo-kgt34 - kopie 1 is gemaakt met Wikiwijs van Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt, maakt en deelt.

    Auteur
    Harry Maas
    Laatst gewijzigd
    2025-03-21 11:27:26
    Licentie

    Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding-GelijkDelen 4.0 Internationale licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding en publicatie onder dezelfde licentie vrij bent om:

    • het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat
    • het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
    • voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.

    Meer informatie over de CC Naamsvermelding-GelijkDelen 4.0 Internationale licentie.

    Aanvullende informatie over dit lesmateriaal

    Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar:

    Eindgebruiker
    leerling/student
    Moeilijkheidsgraad
    gemiddeld
    Studiebelasting
    2 uur 0 minuten
    Trefwoorden
    arrangeerbaar, leerlijn, rearrangeerbare

    Gebruikte Wikiwijs Arrangementen

    VO-content Geschiedenis. (2020).

    Stoommachine en krukas vmbo-kgt34

    https://maken.wikiwijs.nl/89643/Stoommachine_en_krukas_vmbo_kgt34

  • Downloaden

    Het volledige arrangement is in de onderstaande formaten te downloaden.

    Metadata

    LTI

    Leeromgevingen die gebruik maken van LTI kunnen Wikiwijs arrangementen en toetsen afspelen en resultaten terugkoppelen. Hiervoor moet de leeromgeving wel bij Wikiwijs aangemeld zijn. Wil je gebruik maken van de LTI koppeling? Meld je aan via info@wikiwijs.nl met het verzoek om een LTI koppeling aan te gaan.

    Maak je al gebruik van LTI? Gebruik dan de onderstaande Launch URL’s.

    Arrangement

    IMSCC package

    Wil je de Launch URL’s niet los kopiëren, maar in één keer downloaden? Download dan de IMSCC package.

    Voor developers

    Wikiwijs lesmateriaal kan worden gebruikt in een externe leeromgeving. Er kunnen koppelingen worden gemaakt en het lesmateriaal kan op verschillende manieren worden geëxporteerd. Meer informatie hierover kun je vinden op onze Developers Wiki.

  • Gebruik
    Weergave
  • Wikiwijs is een dienst van