Thema: Verbranding en energie - kopie 1

Thema: Verbranding en energie

Inleiding

Iedereen heeft wel eens om een kampvuur gezeten, vuurwerk afgestoken of het gas aangezet in de keuken. Verbranding kennen we allemaal. Verbranding, en de daarbij vrijkomende energie, staat centraal bij het omzetten van stoffen in andere stoffen.

In dit thema ga je leren over de onderwerpen verbranding, warmtetransport, atoom en reactie.

 

Voorkennis

Test je kennis over verbranding.

Doe de quiz!

Quiz:Verbranding en energie

Leerdoelen

  • Je kunt aangeven dat er drie ingrediënten nodig zijn voor verbranding: brandstof, zuurstof en de benodigde ontbrandingstemperatuur.
  • Je kunt aangeven dat je een brand blust door één van de drie ingrediënten (brandstof, zuurstof of warmte) weg te nemen.
  • Je kunt bij blusmethodes op basis van water, schuim en CO2 aangeven welk van de drie ingrediënten (brandstof, zuurstof of warmte) wordt weggenomen.
  • Je kunt aangeven dat volledige verbranding plaatsvindt als voldoende zuurstof aanwezig is en dat onvolledige verbranding plaatsvindt als onvoldoende zuurstof aanwezig is.
  • Je kunt aangeven dat bij onvolledige verbranding het giftige koolmonoxide vrijkomt.
  • Je kunt aangeven dat bij volledige verbranding koolstofdioxide vrijkomt en dat dit bijdraagt aan het broeikaseffect.
  • Je kunt aangeven dat er drie manieren van warmtetransport zijn (geleiding, stroming en straling).
  • Je kunt in voorbeelden van isolatie aangeven welke manier van warmtetransport (geleiding, stroming en straling) wordt verhinderd.
  •  

Planning

Het thema ‘Verbranding en energie’ bestaat uit de volgende onderdelen:

Onderdeel Tijd in uren
Inleiding 1
Verbranding2 2
Warmtetransport 2
Atoom 1
Reactie 1
Afsluiting 0,5
Totaal 7,5

Verbranding

Inleiding

Alfred Nobel, 1833 – 1896
Ik woonde in de 19e eeuw in Zweden. In die tijd vond een Industriële Revolutie plaats. Het was een tijd van kolen en staal, van stoommachines en van fabrieken. Ik ben ondernemer en uitvinder en ben wereldberoemd geworden door mijn uitvinding van een veilige methode om nitroglycerine tot ontploffing te brengen: dynamiet. Van de verkoop van mijn dynamiet aan mijnbouwbedrijven en wapenfabrikanten ben ik schatrijk geworden.

Dynamiet veroorzaakt een explosie. Een explosie is een zeer snel verlopende verbranding.
In dit hoofdstuk leer je over verbranding.

Waarnemen

Al duizenden jaren zijn we afhankelijk van verbranding voor de bereiding van ons voedsel en het winnen van materialen uit de omgeving. Hier wordt heel vaak houtskool voor gebruikt.

Houtskool wordt gemaakt door hout te verbranden. Houtskool zelf kan ook verbranden.

Bekijk de onderstaande bron aandachtig.

Kijk naar dit filmpje hoe je houtskool moet maken:


Maak nu dan deze opdracht

Schrijf een korte samenvatting van het filmpje van ongeveer een kwart A4-tje.
Focus hierbij op hetgeen je waarneemt.
Ga in op:

  • Wat neem je waar gedurende de productie van het houtskool. Wat zie je bij het hout in het buitenste vat? En in het binnenste vat?
  • Wat neem je waar na afloop? Wat zie je bij het hout in het buitenste vat? En in het binnenste vat?

Lever de samenvatting in het google doc in.

Verklaren

Theorie

Verbranding is een scheikundige reactie van een brandstof met zuurstof.

Voorbeelden van verbranding zijn het gas dat verbrandt gedurende het koken of het verbranden van een kampvuur. Ook in je lichaam vindt verbranding plaats. In je verteringssysteem wordt voedsel verbrand. Een explosie, zoals bijvoorbeeld bij vuurwerk, is ook een verbranding. Een hele snelle verbranding wordt een explosie genoemd.

Voor elke verbranding zijn drie ingrediënten nodig: brandstof, zuurstof en een ontbrandingstemperatuur. De ontbrandingstemperatuur van een brandstof is de laagste temperatuur waarbij een stof in brand vliegt.

Bij een verbranding komt warmte vrij. Warmte is een vorm van energie.

Het blussen van een brand houdt in dat je één van de drie ingrediënten (brandstof, zuurstof en ontbrandingstemperatuur) wegneemt. Als je bijvoorbeeld de zuurstof weghaalt, dan stopt de brand. Voorbeelden van blusmiddelen zijn blussen met water, schuim en CO2.

Water dooft het vuur doordat het de temperatuur naar beneden brengt. Schuim vormt een laag op de brandstof waardoor de zuurstof er niet meer mee in contact kan komen. CO2 is een gas (koolstofdioxide) dat de zuurstof verdrijft.

Als er genoeg zuurstof aanwezig is, heb je een volledige verbranding. De stoffen die daarbij ontstaan kun je niet verder verbranden. Bij volledige verbranding ontstaat koolstofdioxide. Koolstofdioxide is niet schadelijk voor de gezondheid, maar koolstofdioxide zorgt voor opwarming van de aarde: het broeikaseffect.

Als er niet voldoende zuurstof in de lucht aanwezig is, krijg je een onvolledige verbranding. Bij een onvolledige verbranding ontstaat koolmonoxide. Koolmonoxide is een uiterst giftig gas.

Verwerken

Warmtetransport

Inleiding

Joseph Fourier (1772 – 1837)
Ik ben een beroemd wiskundige. Ik leefde in de tijd van Napoleon.

Naast mijn werk in de wiskunde hield ik me ook bezig met natuurkunde. Ik was erg geïnteresseerd in hoe warmte wordt doorgegeven en kon m.b.v. wiskunde eenvoudig beschrijven hoe warmte geleidt.

Daarnaast maakte ik nog een andere ontdekking. Ik rekende uit dat de aarde eigenlijk kouder zou moeten zijn dan ze is. Als verklaring suggereerde ik dat de atmosfeer van de aarde warmte vasthoudt. Hiermee was ik de eerste die het broeikaseffect beschreef.

In dit hoofdstuk leer je meer over warmtetransport en isolatie.

Waarnemen

ISOLATIEBEKERWEDSTRIJD
Maak een ontwerp van een isolatiebeker waar een bekerglas met heet water in geplaatst kan worden.

Je maakt een ontwerp van een isolatiebeker die zo goed mogelijk isoleert.
Je doorloopt hierbij de ontwerpcyclus.

Het reglement van de isolatiebekerwedstrijd
  • In de isolatiebeker moet een bekerglas van 100 ml geplaatst kunnen worden.
  • De isolatiebeker moet zonder hulpmiddelen kunnen staan.
  • De totale massa van de isolatiebeker mag leeg maximaal 500 gram bedragen.
  • In de isolatiebeker moet een thermometer geplaatst kunnen worden om de temperatuur van de vloeistof in het bekerglas te meten.
  • Alle materialen van de isolatiebeker zijn aan het begin van de wedstrijd op kamertemperatuur.
  • De isolatiebeker waarin 100 ml water er het langst over doet om van 70,0 C naar 55,0 oC te zakken heeft de isolatiebekerwedstrijd gewonnen.


OPDRACHT: Lever een een zo duidelijk mogelijk en uitvoerig mogelijke tekening van je ontwerp in. Voeg deze tekening toe aan de google doc.

Verklaren

Theorie

Warmte verplaatst zich van een plaats met een hogere temperatuur naar een plaats met een lagere temperatuur.

Warmte kan zich op drie manieren verplaatsen:

  • door geleiding;
  • door stroming;
  • door straling.

Bij warmtetransport door geleiding verplaatst de warmte zich door de stof heen.

Metalen zijn goede warmtegeleiders. Een stof die de warmte niet goed geleid, noem je een isolator. Plastic en hout zijn voorbeelden van isolatoren.
Bij warmtetransport door stroming wordt de warmte meegenomen en verplaatst door de stroming van een vloeistof of een gas.
Warmtestroming door een vloeistof zie je bijvoorbeeld bij de centrale verwarming van een woning. In de cv-ketel wordt het water verwarmd. Het water neemt de warmte mee naar de radiatoren. De radiatoren geven de warmte af aan de omgeving.

Warmtestroming door een gas zie je bijvoorbeeld bij de wind. De wind voert bijvoorbeeld vanuit het zuiden warme lucht aan.
Als een voorwerp warmer is dan zijn omgeving, dan zendt het straling uit. Het bijzondere aan straling is dat er geen medium zoals vaste stof of vloeistof of gas nodig is om de warmte te transporteren. Straling kan ook door vacuüm zoals de ruimte. En dat is maar goed ook, want zo kan de zon de aarde verwarmen.
Soms wil je warmtetransport juist tegengaan. Bijvoorbeeld om te voorkomen dat een woning afkoelt in de winter. Dit gebeurt door middel van isolatie. Met isolatie wordt warmtetransport (geleiding, stroming en straling) verhinderd.

Verwerken

Het versterkte broeikaseffect

Inleiding

Neem de volgende vragen over in Google Doc en beantwoord de vragen:

1. Koolstofdioxide is een broeikasgas?      Juist of Onjuist

2. Zet de volgende zinnen in de juiste volgorde:

  • De zon schijnt
  • Zonnestralen gaan door de luchtlaag naar de aarde
  • De zonnestralen verwarmen de aarde
  • Koolstofdioxide houdt de warmte tegen
  • De aarde straalt warmte uit

 

3. Bekijk de afbeelding en zet de zinnen in de juiste volgorde in Google doc

 

  • De aarde wordt warm door de zonnestralen
  • Het warme aarde oppervlak zendt de straling uit
  • Een deel van de straling wordt door de broeikasgassen terug gestraald
  • Zonnestraling verwarmt de aarde
  • Zonnestraling wordt weerkaatst door de wolken en de aarde

Afsluiting

Samenvatting

Evalueren

Neem de onderstaande zinnen over in je google doc en beantwoord de vragen.

  1. Ik geef het thema "Verbranding en energie" het volgende cijfer: ...
  2. Waar heb je veel van geleerd? Schrijf eventueel ook op wat je geleerd hebt.
  3. Waar heb je weinig aan gehad? Wat kan beter?

Oefentoets

  • Het arrangement Thema: Verbranding en energie - kopie 1 is gemaakt met Wikiwijs van Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt, maakt en deelt.

    Auteur
    Bart Beaumont
    Laatst gewijzigd
    2020-09-01 14:23:13
    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:

    Leerniveau
    VMBO gemengde leerweg, 2; VMBO kaderberoepsgerichte leerweg, 2; VMBO gemengde leerweg, 3; VMBO theoretische leerweg, 4; VMBO theoretische leerweg, 2; VMBO theoretische leerweg, 3; VMBO kaderberoepsgerichte leerweg, 4; VMBO gemengde leerweg, 4; VMBO kaderberoepsgerichte leerweg, 3;
    Leerinhoud en doelen
    NaSk; Natuurkunde;
    Eindgebruiker
    leerling/student
    Moeilijkheidsgraad
    gemiddeld
    Studiebelasting
    15 uur 0 minuten
    Trefwoorden
    arrangeerbaar, arrangeerbare, leerlijn, rearrangeerbare

    Gebruikte Wikiwijs Arrangementen

    VO-content NaSk. (2025).

    Thema 3: Verbranding en energie

    https://maken.wikiwijs.nl/126298/Thema_3__Verbranding_en_energie

  • 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

    Oefeningen en toetsen

    Verbranding en energie

    Verbranding

    Warmtetransport

    Verbranding en energie

    IMSCC package

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

    QTI

    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.

    Versie 2.1 (NL)

    Versie 3.0 bèta

    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