Thema_03 KB: Verbranding en energie - kopie 1

Verbranding en energie

Inleiding

Als je iets wilt verwarmen heb je een warmtebron nodig. Veel warmtebronnen leveren warmte door een brandstof te verbranden. Warmte en verbranding staan centraal in dit thema.

Dit thema bestaat uit vier paragrafen:

  • Verbranding
  • Warmtetransport en isolatie
  • Verbranding en milieu
  • Wet van behoud van energie

1 Verbranding

Kennisbank

Verbranding

Wat is verbranding precies en wat heb je hiervoor nodig?
Wat is het verschil tussen volledige en onvolledige verbanding?
En wat wordt er bedoelt met verbranding in je lichaam?

In de volgende Kennisbankitems lees je hier meer over.

KB: Verbranding
KB: Verbrandingsreactie

 

 

 

 

Opgave 1

Opgave 2

Opgave 3

Opgave 4

Opgave 5

Er zijn twee eenheden van energie om die hoeveelheid in uit te drukken:
Joule (symbool J) of calorie (symbool cal).
Er geldt:
1 calorie is ongeveer 4,2 Joule

Omdat de getallen anders heel groot worden gebruikt men meestal:
kilojoule en kilocalorie: 1000 cal = 1 kcal = 4,2 kJ = 4200 Joule

Opgave 6

Beroep Index
leerling 101
typiste 105
verpleegkundige 135
leraar biologie 138
automonteur 140
stratenmaker 150

Energiebehoefte
De hoeveelheid energie die iemand per dag nodig heeft, hangt af van zijn/haar gewicht en de die dag geleverde inspanning. De geleverde inspanning wordt gegeven met de inspanningsindex.

Om de energiebehoefte in kilocaloriën uit te rekenen, kun je gebruik maken van de volgende vuistregel:

hoeveelheid kcal = 6 × gewicht + 15 × inspanningsindex

Hiernaast zie je voor een aantal beroepen de inspanningsindex.

Opgave 7

Koolmonoxide
Koolmonoxide (CO) is levensgevaarlijk; je ruikt of proeft het giftige gas niet en je raakt snel bewusteloos. Elk jaar overlijden mensen door koolmonoxidevergiftiging. Dat komt door de combinatie van onvolledige verbranding en onvoldoende ventilatie, waardoor koolmonoxide ontstaat: een zeer giftig gas dat 250 maal sneller in het bloed wordt opgenomen dan zuurstof.

2 Transport en isolatie

Kennisbank

Warmtetransport en isolatie

Hoe verplaatst warmte zich en hoe hou je warmte tegen?
Wat is het verschil tussen warmtegeleiding, stroming en straling?
Wat is een warmte-isolator en waar in huis kom je deze dingen tegen?

Lees de Kennisbankitems over Warmtetransport en isolatie.

KB: Warmtetransport
KB: Isolatie

 

 

 

 

 

Opgave 1

Opgave 2

Opgave 3

Op 26 januari 2010 werd de Erasmusbrug voor alle verkeer afgesloten.
Een plaat ijs in de top van de pyloon dreigde naar beneden te vallen. Men verwijderde het ijs met behulp van warmtekanonnen. Deze bliezen hete lucht tegen de stalen binnenkant van de pyloon.
Je ziet een schematische tekening van deze situatie.

Tijdens het verwarmen is er warmtetransport tussen de genummerde onderdelen.

Opgave 4

Opgave 5

3 Milieu

Kennisbank

Verbranding en milieu

Het grootste gedeelte van onze energie is afkomstig uit fossiele brandstoffen.
Waar bestaan deze fossiele brandstoffen uit en wat zijn de nadelen hiervan?

Natuurlijk zijn er ook alternatieve energiebronnen aanwezig.
Lees hier meer over in de Kennisbank 'Verbranding en milieu':

KB: Verbranding en milieu

 

 

 

 

 

Opgave 1

Opgave 2

Opgave 3

Opgave 4

Bekijk het volgende videofragment.

Bekijk ook de afbeelding.

Opgave 5

Bert heeft een windmolen op zijn dak laten plaatsen.
Dit is een speciaal voor in steden ontworpen windmolen, de Turby.
Hiermee kan hij grotendeels in zijn elektrische energie voorzien.


Bert heeft de Turby niet alleen aangeschaft om energiekosten te besparen maar ook vanwege het milieu.
Een van de milieuvoordelen is minder uitstoot van CO2.

4 Behoud van energie

Kennisbank

Wet van behoud van energie

Energie komt in veel verschillende vormen voor. Lees in deze Kennisbank welke vormen van energie er allemaal zijn en hoe deze omgezet kunnen worden in elkaar.

Ook worden in deze kennisbanken vragen beantwoord zoals:

Wat is de eenheid van vermogen en hoe reken je dit uit?
Waar staat η voor en hoe bereken je het rendement van  elektrische apparaten?

KB: Wet van behoud van energie

 

 

 

 

Opgave 1

Bekijk het gedeelte over energieomzettingen (de eerste 5 minuten) van het volgende videofragment en beantwoord dan de vragen.

Opgave 2

Opgave 3

Apparaten zetten energie om in nuttige energie en niet-nuttige energie (veelal warmte).
Hoe groter het deel is dat wordt omgezet in nuttige energie, hoe hoger het rendement van het apparaat.

Opgave 4

Een gloeilamp van 40 Watt heeft een rendement van 5%, dat betekent van alle elektrische energie die de lamp in gaat, 5% nuttig wordt gebruikt.
Een LED-lamp van 2,4 W geeft evenveel licht en heeft hetzelfde nuttige vermogen als de gloeilamp van 40 Watt.

Opgave 5

Gitarist Jan Akkerman heeft in een weiland in Groningen een bijzonder concert gegeven.
De energie voor zijn geluidsinstallatie is geleverd door een vlieger.
Bij het stijgen van de vlieger rolt een touw uit die aan de vlieger vastzit.
Door het uitrollen gaat een dynamo draaien waarbij energie wordt opgewekt.
Met deze energie worden accu’s opgeladen.

5 Arbeid en wet van behoud van energie

Kennisbank

Wet van behoud van energie

Energie wordt gebruikt door middel van arbeid en opgewekt door kinetische energie of zwaarte energie. In deze kennisbank wordt er gerekend met energie.

Ook worden in deze kennisbank vragen beantwoord zoals:

Wat is arbeid?  

Wat is de valversnelling?

Wat heeft de snelheid van een voorwerp met de energie te maken?

Lees verder in de kennisbank: arbeid en wet van behoud van energie

Opgave 1: Arbeid

Chris is in zijn vrije tijd veel te vinden op het skatepark. Hij maakt het meest gebruik van zijn blauw witte skateboard met een massa van 2.7 kg. Vandaag besluit hij weer te gaan skaten, hij pakt zijn skateboard onder de arm en loopt naar buiten. Bij het tillen van het skateboard verricht hij een arbeid van 28.89 J.

Chris (45 kg) skate op zijn skateboard vanaf de voordeur van zijn huis naar het skatepark, dat 1.7 km van zijn huis af ligt. Tijdens het skaten verricht hij arbeid, hij gebruikt hierbij zijn hele gewicht. We verwaarlozen hierbij de wrijving.

Opgave 2: Bewegingsenergie

Downhill skateboard racing

Mischo Erban is de huidige wereldrecordhouder downhill skateboard racing. Hij gaat daarbij met zeer grote snelheid van een helling of berg op zijn skateboard naar beneden. Hij gebruikt hiervoor een speciaal skateboard en gestroomlijnde kleding en helm. De totale massa van Mischo, zijn kleding en het skateboard is 67 kg. Zijn recordsnelheid bedraagt 129,94 km/h. In de volgende video zie je zijn recordrit

Wereldrecord downhill skateboard racing

Opgave 3: Wet van behoud van energie

Danny (68 kg) is skater die veel op het skatepark te vinden is. Zijn favoriete onderdeel is de halfpipe. Een halfpipe is een halve cirkel waar je aan één kant omhoog klimt en vervolgens vanaf die hoogte naar beneden skate en vervolgens aan de andere kant weer omhoog gaat. Bij het draaien voert Danny verschillende stunts uit. Halverwege de halfpipe, op het laagste punt, heeft hij een bewegingsenergie van 11560 J.

Opgave 4: Skatepark simulatie practicum

Inleiding:

Deze simulatie hoort bij de kennisbank: Wet van behoud van energie en arbeid.

We gaan zo meteen in PhET colorado werken, Dit kan op je laptop, chromeboek of tablet/Ipad.

Leerdoel:

Het doel van deze simulatie is dat je kunt oefenen met de termen, grootheden, eenheden en formules in een game-achtige setting.

Je leert om te gaan met deze simulatiesoftware, gaat begrijpen welke krachten en energieomzettingen er bij dit onderwerp komen kijken en hoe je de theorie kunt toepassen in dit practicum.

Aan de slag:

Stap 1: klik op de link: https://phet.colorado.edu/nl/simulation/energy-skate-park-basics

Je krijgt dan onderstaande webpagina te zien

Stap 2:

Druk op de Play knop (die grote driehoek in het plaatje)

Zoals je ziet heb je nu drie opties.

Om te oefenen gaan we beginnen met de inleiding.

Tijdens deze inleiding leer je de basisinstellingen van de simulatie kennen.

 

Stap 3: Zet de skater eens op het einde van de half pipe en laat hem los…..

 

Stap 4: Klik op vertraagde beweging en kijk wat er gebeurt.

Stap 5: Laat de vertraagde beweging staan, klik nu op taart diagram, wat zie je nu?

Stap 6: Laat de vertraagde beweging en de taart diagram aan staan, klik nu op staafdiagram

Stap 7: Laat de voorgaande instellingen staan, klik nu ook het rooster aan, wat is er veranderd?

Stap 8: Laat de instellingen staan, klik nu ook de snelheid aan, wat gebeurt er nu?

Stap 9: Laat de instellingen staan, Schuif de massa heen en weer. Zit er verschil tussen een kleine massa en een grote massa?

Stap 10: Laat de instellingen zo staan, klik nu eens op een andere track (skatebaan).

Stap 11: Waar gebruik je de knop 'schaatser terugzetten' voor?

Stap 12: Selecteer nu ook de laatste track. Wat zie je gebeuren?

 

Onder op het beeld kun je ook op de knop wrijving drukken

Herhaal stap 3 t/m 12

Stap 13: Je kunt nu ook de wrijving van de wieltjes aan passen, probeer dit met geen wrijving tot heel veel wrijving. Wat valt je op?

Je hebt de inleiding nu voltooid!

Je kunt nu de onderstaande vragen met behulp van deze simulatie beantwoorden.

4.8 De Game

Nu komt het leukste gedeelte!

Je mag nu laten zien wat je hebt geleerd. Dat doe je door zelf je track te bouwen.

Hoever kun jij je skater weg laten schieten?

We gaan los in de omgeving van speelplein ( playground ) en je gaat nu je eigen baan bouwen.

Vraag jezelf af:

Heb je dan liever veel of weinig wrijving?

Een grote massa of toch liever een kleine massa?

Een hoge steile schans? Of een steile afsprong?

Kun je zelf uit vinden waar die twee knopjes voor zijn onder de wrijving schuif?

 

Door het rooster te activeren en de beweging in slow-motion te zetten kun je mooi kijken hoe ver jouw skater heeft gevlogen.

Maak een print screen van jouw verste sprong, stuur je print screen op via ELO – opdrachten. De volgende les gaan we naar de HIGH SCORES kijken.

Veel plezier!

Opgave 5: Mediawijsheid veilig skaten

Skaten is leuk, maar het kost je ook veel energie. Als je aan het skaten bent zet je je chemische energie uit je eten om in andere vormen van energie, zoals bewegingsenergie. Soms is skaten niet zo leuk, bijvoorbeeld wanneer je valt. Au! Wat gebeurt er dan met je energie?

Bekijk dit filmpje en kijk wat er gebeurd wanneer een skater valt.

Volgens de wet van behoud van energie gaat energie nooit verloren. Wanneer je valt heb je als je op de grond ligt geen bewegingsenergie meer. Maar waarschijnlijk wel schaafwonden, of erger nog: een botbreuk. Bij schaafwonden voel je vaak al dat er warmte is ontstaan bij het schuren langs de grond. Bij een botbreuk is de hoeveelheid energie op één zwak punt in je lichaam geconcentreerd en zijn de krachten op dit punt te groot geworden. Hierdoor breekt het bot.

 

De opdracht mediawijsheid:

Wat kun je doen om de impact van een val bij het skaten kleiner te maken? In een groepje gaan jullie in deze opdracht zelf op zoek naar informatie op internet. Het gaat er niet alleen om welke informatie jullie hebben gevonden, maar ook of jullie slim gezocht hebben. Ook onderzoek je of de informatie die jullie gevonden hebben wel te vertrouwen is. Want dat is nogal belangrijk: het gaat immers om je eigen veiligheid. Aan het eind van de opdracht maken jullie een poster met de belangrijkste conclusies. Deze poster gaat jouw groepje presenteren.

 

In deze opdracht werk je aan de volgende doelen:

  • Je kunt doelgericht informatie opzoeken op internet met behulp van zoekmachines en trefwoorden
  • Je leert te zoeken op internet met de juiste trefwoorden
  • Je kan informatie op internet beoordelen op betrouwbaarheid
  • Je kan van een website bepalen met welk doel de website gemaakt is

Als je gaat zoeken naar antwoorden op internet dan typ je niet de hele zin in. Je zoekt met trefwoorden. De belangrijkste woorden uit je vraag.

Voorbeeld: Je wilt weten wanneer Tony Hawk geboren is. De vraag is: Wanneer is Tony Hawk geboren? Je typt in de zoekmachine het woord: Geboren + Tony Hawk

Op de volgende website vindt je meer handige tips om te zoeken: 10 handigheidjes om slimmer te zoeken in Google (argeweb.nl) 

Wanneer je een + teken gebruikt tussen de woorden, dan zoekt de zoekmachine op beide woorden tegelijk. De woorden zijn dan even belangrijk.
Bijvoorbeeld je typt in: beroemde+skateboarder, dan zoekt de zoekmachine op dat beide woorden in de website te vinden is, in plaats van alleen ‘beroemd’

Op de volgende website vindt je een overzicht van verschillende zoekmachines:

https://nl.wikipedia.org/wiki/Lijst_van_zoekmachines

Om te beoordelen of een bron betrouwbaar is kun je de checklist gebruiken op de volgende website: Checklist nepnieuws

Voor meer informatie kun je ook op deze site kijken: Is dat echt zo?

5.10 Verwerk de informatie in een poster die jullie via social media kunnen delen met jullie klasgenoten. Hierbij let je op de volgende punten:

– Is het duidelijk wat de vraag is?

– Hebben jullie antwoord gegeven op de vraag?

– Ziet de poster er duidelijk en aantrekkelijk uit?

– Hebben jullie aangegeven wat de bronnen van jullie informatie en plaatjes zijn?

– Hebben jullie aangegeven hoe betrouwbaar jullie de informatie vinden?

5.12 Als iedereen de posters heeft gedeeld geef je als groep een reactie in de comments waarin je een top en een tip geeft aan elke groep.

Jullie hebben nu de opdracht mediawijsheid afgerond.

D-Toets

Het thema 'Verbranden en energie' sluit je af met een diagnostische toets.

De toets bestaat uit een aantal gesloten vragen.

Aan het eind van je toets zie je alle vragen nog een keer.
Je kunt dan de antwoorden die jij hebt gegeven, vergelijken
met de goede antwoorden.

Succes.

Toets:Verbranden en energie

  • Het arrangement Thema_03 KB: Verbranding en energie - kopie 1 is gemaakt met Wikiwijs van Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt, maakt en deelt.

    Auteurs
    A. Herfst
    Laatst gewijzigd
    2021-03-31 18:51:34
    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.

    Het thema 'Verbranding en energie' is ontwikkeld door auteurs en medewerkers van StudioVO.

    Fair Use
    In de Stercollecties van StudioVO wordt gebruik gemaakt van beeld- en filmmateriaal dat beschikbaar is op internet. Bij het gebruik zijn we uitgegaan van fair use. Meer informatie: Fair use

    Mocht u vragen/opmerkingen hebben, neem dan contact op via de helpdesk VO-content.

    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
    Trefwoorden
    arrangeerbaar, arrangeerbare, leerlijn, rearrangeerbare

    Bronnen

    Bron Type
    Wereldrecord downhill skateboard racing
    https://youtu.be/aOfY7eCzJEs     		Video
    https://www.youtube.com/watch?v=fr4-wByGLCU
    https://www.youtube.com/watch?v=fr4-wByGLCU     		Video

    Gebruikte Wikiwijs Arrangementen

    VO-content NaSk. (2021).

    Thema_03 KB: Verbranding en energie

    https://maken.wikiwijs.nl/110060/Thema_03_KB__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

    Verbranden 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