Energie is overal om ons heen. Als we zelf bewegen, onze telefoons hebben het nodig en eigenlijk alles wat beweegt, licht geeft, warmte geeft, elektrisch is of leeft heeft energie nodig. De efteling heeft zelfs een attractie die werkt op de energie die het zelf opwekt!
Op deze site kunnen jullie aan de slag met dit hoofdstuk. Elk hoofdstuk kan je door bladeren met wat extra uitleg over de stof die wordt gegeven in Hoofdstuk 4
Efteling attractie
Energie
De opbouw van de website is als volgt:
Links boven in het scherm zie je de inhoud van de website. Hiermee kun je op ander plekken van de website komen. Je kan ook via de pijlen aan de onderkant van de pagina willen onderdeel. Met deze pijlen ga je door naar de volgende pagina of de pagina ervoor.
Onder het kopjes lesstof staat voor elke paragraaf een gedeelte met uitleg en zo mogelijk een extra filmpje om wat extra stof uit te leggen.
Voor het kopje extra stof ben je op je plek als je of wat extra ondersteuning wilt voor het oplossen van vragen bij natuurkune of het ombouwen van formules. Ook als je verdiepende stof wilt zijn ben je hier op de juiste plek.
Bij de eindtoets kan je jezelf echt testen op het niveau van de toets deze is gemaakt om je een idee te geven van het niveau van de vragen.
Deze website is bedoelt als ondersteuning van het lesboek. Zorg er voor dat na het lezen van de stof ook altijd nog de vragen in het boek bekijkt, hierdoor kan je nog een keer controleren of je de stof daadwerklijk begrepen hebt naast de opdrachten uit deze wikiwijs.
Deze website is bedoelt voor jou alleen. We maken deze site dus ook zelfstandig. Op het moment dat je hulp nodig hebt kun je kijken in je boek of zelf op internet verderzoeken. Ben je klaar start dan met het maken van de test jezelf. Mocht je die ook af hebben, dan mag aan de hand van de vragen die je fout heb in de oefentoets en de test jezelf een samenvatting maken van de hoofdstukken waarin het wat minder ging.
Leerdoelen
Leerdoelen pargraaf 1.
Na het afronden van deze site ben je instaat 5 verschillende energie soorten te benoemen en deze te kunnen omschrijven.
Na het afronden van deze site ben je instaat om te beredeneren welke energie omzetting een apparaat kan doen.
Nas het afronden van deze site kun je het verschil benoemen tussen warmte en temperatuur.
Na het afronden van deze site kun je vragen beantwoorden aan de hand van de formule \(Q=c\cdot m\cdot \Delta T\).
Leerdoelen pargraaf 2
Na het afronden van deze site ben je instaat om verschillende energie bronnen te benoemen.
Leerdoelen pargraaf 3
Na het afronden van deze site ben je instaat om te vertellen wat is isloren is.
Na het afronden van deze site kan je de verschillen benoemen tussen: geleiden, stalen en stromen.
Na het afronden van deze site ben je instaat om vast te stellen of er een dynamisch evenwicht is.
Leerdoelen pargraaf 4
Na het afronden van deze site ben je instaat om de nuttige energie van een apparaat te bepalen
Na het afronden van deze site ben je instaat om het rendement van apparaten te berekenen aan de hand van de nuttige- en de totale energie.
Lesstof
Paragraaf 1 Verwarmen Energie soorten
Energie soorten
In dit hoofdtstuk gaan we in op energie en de verschillende soorten energie. We starten in paragraaf 1 bij het omzetten van energie.
Het is eerst wel belangrijk om te weten wat voor vormen van energie we nu eigenlijk hebben. Hierdoor beginnen we met verschillende soorten enegrie In de afbeelding hier onder zijn ze afgebeeld.
Mechanische enegie is twee vormen van energie bij elkaar gestopt. Het eerste onderdedeel is potentiële energie en het tweede onderdeel is kinetische enegie
Kinetische energie of ook wel bewegingsenergie is de energie die een voorwerp/object/dding heeft terwijl hij in beweging is. Een voorwerp is in beweging als hij een snelheid heeft groter dan 0. Op het moment dat je stil staat heb je dus een snelheid van 0 en heb je geen bewegings energie
Potentiële energie is energie die in een iets zit. Op met moment dat het object/voorwerp/ding vrij is wordt deze energie omgezet in een andere vorm van energie. Een voorbeeld is een bal op het moment dat ik deze los laat (hij is vrij, dus geen extra krachten, dan zal deze vallen. Voor dat ik hem stil hield had hij geen beweging. Na dat ik hem los liet wel een beweging. Hier is de potentiële (hoogte) energie [energie die een voorwerp krijgt als hij omhoog gaat]) omgezet in kinetische(bewegings-)energie. Een ander voorbeeld is een elastiek. Als je deze oppakt en uit elkaar trekt voel je een tegenkracht. Op het moment dat je dit elastiek los laat trekt hij zichzelf weer in elkaar. Hier wordt potentiële (veer) energie om gezet naar bewekings energie.
Elektrische energie is het aantal energie wat de stroom deeldjes met zich meenemen door de draad.
Thermisch energie (we gebruiken een thermometer om de thermische energie in een tof te meten. we noemen dit ook wel de temperatuur van een stof. ook het stralen van warmte bij bv een verwarming is thermiche enegrie) is hoeveel energie de deeltjes in een stof hebben. Deste hoger de thermische energie in een stof is deste warmer de stof aan voelt. Een zwart shirt wat een uur in de zon heeft een hogere thermische energie (temperatuur) dan een wit shirt dat in de sneeuw heeft gelegen.
Licht energie is de energie die wordt gebruikt om licht te produceren.
Chemische energie is de energie die de moleculen bij elkaar houd. Bij verbranding van hout word het hout omgezet in as en komt warmte vrij. Hout en as is niet hetzelfde en er zijn dus moleculen verbroken. Hier is Chemische energie omgezet in thermische energie
Paragraaf 1 Verwarmen: Energie omzettingen
Energie omzetting
In de tekst hierboven hebben we al wat omzettingen gezien tussen verschillende soorten energie. Bij een energie omzetting krijg je, zoals het woord al zegt, een omzetting van energie. Hierbij kan van elke type energie een omzetting naar een ander type energie. In het dagelijks leven zijn er alleen vaste dingen die gebeuren.
Zorg er voor dat de kraan, het water wiel en de gloeilamp aan staan.
Stap 4
ZET DE KAAR NOG NIET AAN!!!
Welke energie soort(en) denk je dat uit de kraan komt/komen en welke soort(en) denk je dat uit de lamp gaat komen?
Neem hier even de tijd voor en noteer dit voorjezelf.
Trek de kraan open (naar rechts)
Stap 5
Had je de voorspelling en de vragen goed? Zo niet, niet getreurd. Probeer anders een zelfgemaakte machine en bedenk ook daar welke energiën er bij betrokken zijn! Lukt het nog niet probeer dan mogelijk nog een keer de informatie op de vorige pagina te lezen!
In deze applicatie heb je gekeken naar een omzetting van energie. In deze simulatie was ook te zien dat er geen energie verdween (er verdwenen geen blokjes met een E). Dit komt door de wet van behoud van energie. Dit klinkt heel lastig, maar dat is het niet. De wet van behoud van energie zegt eigenlijk dat er geen energie verloren kan gaan. Dit betekend dat alle energie die er is altijd blijft bestaan, maar dat hoeft niet altijd in de zelfde vorm. Hieruit kunnen we zeggen: Alle energie die we in een apparaat stoppen komt er ook altijd weer uit en kan niet verdwijnen.
Paragraaf 1 Verwarmen Warmte en temperatuur
Als er buiten een hoge temperatuur is, dan zeggen we wat is het warm. In het volgende filmpje wordt een uitleg gedaan over wat warmte en temperatuur nou eigenlijk is.
Warmte en Temperatuur
Warmte: De hoeveelheid overgedragen energie tussen een koud en een warm voorwerp
Temperatuur: De gemiddelde bewegings energie van de deeltjes binnen een stof of een voorwerp
Nu we weten dat warmte de hoeveelheid overgedragen energie is weten we dat de eenheid voor warmte J (joules) is. De grootheid (dus de letter die in de formules staat) is dus warmte en wordt aangegeven met een Q.
Op het moment dat alle energie die in een systeem gestopt wordt mogen we dus zeggen dat:
\(E_{verbruikt} = Q\)
Paragraaf 1 Soortelijke warmte
Soortelijke warmte is een sotfeigenschap. Dit wil zeggen dat het voor een bepaalde stof altijd het zelfde getal opleverd.
De soortelijke warmte zegt wat over hoeveel energie je moet toevoegen aan een stof om het 1 \(^{\circ}C\) of 1 \(K\) te verwarmen.
De formule voor warmte is als volgt:
\(Q = c \cdot m \cdot \Delta T\)
Hierin is zoals in de vorige pagina beschreven \(Q\) Warmte in \(J\), \(\Delta T\) is het verschil in temperatuur wat wordt gegeven in \(K\)of \(^{\circ}C\),
\(m\) staat voor de massa in \(kg\)
en tot slot \(c\) de soortelijke weerstand in \(\frac{J}{kg \cdot K}\) of \(\frac{J}{kg \cdot ^{\circ}C}\).
Om \(\Delta T\) te kunnen berekenen kun je de formule:
\(\Delta T = T_2 - T_1\)
Hierin is \(T_2\) de temperatuur in \(K\) of\(^{\circ}C\) op het tweede meetpunten \(T_1\) de temperatuur in \(K\) of\(^{\circ}C\) op het eerst meetpunt.
Deze formule kan ook beschreven worden op de volgende manier:
\(\Delta T = T_{eind} - T_{begin}\)
Hierin is \(T_{eind}\) de temperatuur in \(K\) of\(^{\circ}C\) op het laatste meetpunt en \(T_{begin}\) de temperatuur in \(K\) of\(^{\circ}C\) op het begin.
Hieronder vind je een filmpje over hoe je een opgaven met deze formules zou kunnen aanpakken.
Oefenopgaven soortelijke warmte
Paragraaf 2 Energiebronnen
Wat is een energie bron?
Om deze vraag te kunnen behandelen moeten we weten wat energie is en wat een bron is. Energie hebben we de voorgaande paragraaf over gehad, wat ons over laat met een bron. Een bron is een plek van ontstaan. Een energie bron is dus een plek, voorwerp of stof die energie bevat. Een van de belangrijkste energie bronnen voor op de aarde is de zon, zonder deze energie bron was er geen leven op aarde mogelijk. De zon geeft ons de juiste temperatuur om te leven (thermische energie), het geeft ons licht (licht energie), voorziet ons van vitamine D (licht energie naar chemische energie) en de planten kunnen door het zonlicht aan foto synthese doen (licht energie naar chemische energie).
Fossiele brandstoffen zijn ook een energie bron. In uit de moleculen en hun bindingen is bij de verbranding van aardgas, aardolie en steenkool veel energie te winnen. Hierdoor wordt chemische energie omgezet in thermische energie. Fossiele brandstoffen zijn niet eindig en werken mee aan het versterkt broeikaseffect
Wind is ook een energie bron. Via windmoles zetten we de motorische energie van het bewegen van de lucht, wat wind is, om in elektrische energie. De kosten voor wind molens zijn hoog en het leverd pas na een lange periode iets op.
Biomassa is planten of vlees van dieren. In planten en vlees zitten, net als in fossiele brandstoffen, veel energie in de moleculen. Deze kunnen we ook verbranden waardoor we de energie er uit halen. Dit is lastig om snel te maken. Hierdoor kunnen we niet de totale energie opwekking doen met biomassa.
Paragraaf 3 Isoleren
Isoleren is het verhelpen dat iets weg kan gaan. In het geval van huizen isoleren we vaak om te zorgen dat de energie binnen blijft en dat we geen warmt naar buiten gaat. Ook kennen we dit van de elektriciteit. Om de elektriciteits draden zit een rubber buisje wat de stroomdraad isloeerd zodat de elektriche energie niet kan ontsnappen.
Voor het isoleren begruiken we isolatoren. Dit worden ook wel slecht geleiders genoemt. Een geleider is een stof die energie makkelijk kan verplaatsen. voor elektriciteit is koper een goede geleider, gaat stroom goed door heen. Rubber in tegen niet, hier gaat bijna geen elektriciteit doorheen.
Paragraaf 3 Isoleren De drie onderdelen van warmte
De drie onderdelen van warmte zijn geleiding,straling en stroming. In de volgende video is te zien wat deze begrippen inhouden.
De drie vormen van warmte
Nu is het misschien niet altijd duidelijk dat als je stoffen verwarmd dat ze uitzetten. Hieronder een filmpje met bewijzen dat elementen uitzetten bij verwarmen.
Dynamisch evenwicht, het lijkt een moeilijk woord, maar als we gaan kijken naar de delen van het woord klinkt het vrij eenvoedig.
Een evenwicht betekend dat aan beide kanten het zelfde is. Dynamisch betekend dat het veranderd.
Een dinamisch evenwicht is dus een situatie die veranderd, maar waar het geen wat er in gaat net zo groot als er uit gaat. Het voorbeeld uit het boek is het huis. Hierin wordt er warmte in het huis gestopt en verlaat de energie het huis ook weer. Beide zijn net zo groot waardoor de hoeveelheid energie in het huis hetzelfde blijft.
Je kan dit ook vergelijken met een bankrekening. Voor dit voorbeel gebruik ik een bankrekening van een student:
Banksaldo student
Het maakt bij de meeste studenten niets uit wat ze krijgen hun bank rekening staat op het eind van de maand altijd weer op 0. Dit is ook een dynamisch evenwicht. Elke keer komt er wat anders bij en elke keer gaat het zelfde bedrag weg. Zolang heb bedrag wat je verdiend is gelijk is aan het bedrag dat je uitgeeft blijft je saldo gelijk en heb je dus een evenwicht. Geef je minder uit dan je binnen krijgt dan goeit je saldo. Ben je juiste een persoon die meer geld uitgeeft dan er binnen komt, dan word je saldo lager.
Dit geld dus ook voor de temperatuur in huis. Blijft de warmte toevoer gelijk aan de warmte afvoer heb je een dynamisch evenwicht. Is de warmte toevoer hoger dan de warmte afvoer, dan stijgt de temperatuur. Dit kan het geval zijn doordat je de ramen dicht doet, waardoor er minder warmte weg kan uit huis of je zet de verwarming hoger, dus je krijgt meer toevoer van warmte. Doe je dit nou andersom, dan neemt de temperatuur in huis dus af.
Banksaldo student 2
Paragraaf 4 Rendement
Rendement is het percentage nuttiggebuikte energie. Wat wil dit nou zeggen?
Hierin is het eerste woordt percentage. Een percentage is een cijfer tussen de 0 en de 100, wat aangeeft welk gedeelte van het geheel bedeolt wordt. Heb ik 4 appels, 6 peren, 3 bananen & 3 perzikken, dan is 25% van de fruitstukken een appel. Dit kan je betekenen met \(\frac{deel}{geheel} \cdot 100\%\) dit wil zeggen \(\frac{4}{4+6+3+3} \cdot 100\% = \frac{4}{16} \cdot 100\% =25 \% \)
Het tweede wat ik lees is nuttig gebruikte energie. Nuttige energie is de energie die je wilt dat een apparaat maakt. De nuttige energie van een ventilator is mechanische energie. Want we willen dat een ventilator de lucht laat bewegen en zo een wind maakt. Voor een kookplaat is de nuttige energie de thermische energie, want we willen dat een kookplaat iets warm maakt.
Het rendement wordt aangegeven met de volgende formule:
\(\eta=\frac{E_{nuttig}}{E_{totaal}} \cdot100\%\)
Dit kunnen we ook zeggen over het vermogen:
\(\eta=\frac{P_{nuttig}}{P_{totaal}} \cdot100\%\)
Naast de nuttige energie is er ook de niet nuttige energie. Dit is zoals de naam al zegt de energie die niet nuttig is en we dus niet willen. Van de ventilator is de warmte van de moter die draait niet nuttige energie. De mechanische energie die wordt gemaakt doordat de ventilator geluid maakt is ook niet nuttige energie. Een kook plaat heeft natuurlijk ook niet nuttige energie. Bijvoorbeeld ook het licht wat wij zien. Hiervoor koop je geen kookplaat, maar om iets warm te maken.
Extra lesstof
Verdiepend
Warmtecapaciteit
Naast dat we de soortelijke warmte hebben bestaat er ook de warmte capaciteit. Soortelijke warmte is een stof eigenschap. Dit is voor een stof constant. Doordat een voorwerp vaak uit meerdere stoffen en verschillende hoeveelheden stof bestaat hebben we de warmte capaciteit. Doordat dit voor een voorwerp geld betekend dat dat de warmte capaciteit een voorwerps eigenschap is. De warmte capaciteit is een getal dat aangeeft hoeveel warmte je moet toevoegen om een bepaalde temperatuursstijging te krijgen.
De warmte capaciteit wordt aangegeven met een \(C\) niet te verwarren met de \(c\) van de soortelijke warmte.
Warmte heeft dus 2 formules:
\(Q=c \cdot m\cdot \Delta T\) en die voor de wamte capaciteit is \(Q=C\cdot \Delta T\)
Ondersteunende uitleg
In dit tabblad staan er wat hulpmiddelen voor het beantwoorden van natuurkunde vragen en het omschrijven van formules. Dit geld niet alleen voor dit hoofdstuk, maar je kan dit ook gebruiken voor de rest van de hoofdstukken!
Ombouwen van formules
Voor het ombouwen van formules kan je gebruikmaken van verschillende methode. Hier heb ik twee instructie filmpjes voor jullie gemaakt die uitleg geven over hoe je formules kan gebruiken.
De formuledriehoek
Hoe beantwoord ik een vraag bij natuurkunde?
Een methode voor het maken van een natuurkunde vraag is de GGO methode. De GGO methode zorgt er voor dat je minder fouten maakt omdat je dingen bent vergeten en geeft een structuur om een vraag, ook als je hem mischien niet helemaal begrijpt, te kunnen beantwoorden.
Het arrangement Hoofdstuk 4 Energie Nova 3e klas is gemaakt met
Wikiwijs van
Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt,
maakt en deelt.
Auteur
Jason de Visser
Je moet eerst inloggen om feedback aan de auteur te kunnen geven.
Laatst gewijzigd
2020-10-13 21:53:37
Licentie
Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding 4.0 Internationale licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding 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.
Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar:
Toelichting
In deze wikiwijs is hoofdstuk 4 van NOVA omgezet naar een digitale omgeving. Hier wordt de stof anders gebracht om de leerlingen een ander leerervaring te geven dan NOVA Max
In deze wikiwijs is hoofdstuk 4 van NOVA omgezet naar een digitale omgeving. Hier wordt de stof anders gebracht om de leerlingen een ander leerervaring te geven dan NOVA Max
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
Oefeningen en toetsen
Toets Hoofdstuk 4 HAVO
IMSCC package
Wil je de Launch URL’s niet los kopiëren, maar in één keer downloaden? Download dan de IMSCC package.
Oefeningen en toetsen van dit arrangement kun je ook downloaden als QTI. Dit bestaat uit een ZIP bestand dat
alle
informatie bevat over de specifieke oefening of toets; volgorde van de vragen, afbeeldingen, te behalen
punten,
etc. Omgevingen met een QTI player kunnen QTI afspelen.
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.
