Thema 3 gaat over duurzaamheid. Dit is een onderwerp dat veel aandacht krijgt in kranten, internet en televisie. Bijna iedereen heeft wel een mening over 'duurzaamheid', maar wat verstaan we er eigenlijk onder?
Een antwoord op die vraag is niet te geven. Als je 100 mensen in Kampen zou vragen wat hij of zij vind wat duurzaamheid is, krijg je 100 verschillende antwoorden. Daarom is het verandig om eerst samen te kijken of we een verzameling associaties kunnen krijgen bij dit woord. Een goede manier om dit te doen is via een mindmap.
Beijk onderstaande film over het maken van een mindmap:
Maak nu op papier of op de computer (google maar eens op 'mindmap maken') een mindmap met als hoofdwoord 'Duurzaamheid'.
Fossiele brandstoffen
Fossiele brandstoffen
In het vorige thema heb je al onderzocht welke drie fossiele brandstoffen er zijn. Je weet dat aardolie, aardgas en steenkool verschillende fossiele brandstoffen zijn. Fossiele brandstoffen worden uit de aarde gehaald en gebruikt als energiebron. Hier ligt een flinke hoeveelheid chemische energie in opgeslagen. Deze chemische energie kan door ons weer worden omgezet in allerlei vormen energie.
Hoe komt er chemische energie in de aarde?
Zoals je misschien nog van het vorige thema weet, zijn fossiele brandstoffen dode planten of plankton geweest.
Wat misschien nieuwe informatie is, is dat planten CO2 opnemen en opslaan in zichzelf. CO2 is een afkorting voor koolstofdioxide, dit is een gas dat mens en dier uitademen, maar ook vrijkomt bij verbranding van bijv. hout (of fossiele brandstoffen). Planten kunnen door middel van fotosynthese CO2 en water (H2O) opnemen en hier grotere moleculen van maken, zoals glucose (suiker) en cellulose (hout). Dat zie je in de afbeelding hieronder.
In deze verbindingen (stoffen) zit heel veel energie. Voor het maken van die grotere moleculen heeft de plant dus ook veel energie nodig. De plant haalt die energie uit stralingsenergie van de zon. In planten vindt dus de energieomzetting van stralingsenergie naar chemische energie. En we weten van chemische energie dat je deze kunt opslaan. Normaal komt de CO2 weer in de atmosfeer als de plant dood gaat. Vervolgens wordt die koolstofdioxide weer door de planten opgenomen, en zo blijft het in evenwicht. Het is als het ware een kringloop.
Maar dit gebeurt niet altijd. Het kan gebeuren dat de planten (of het plankton) niet wegrot, omdat ze onder een laag aarde liggen. Als je genoeg materiaal op deze manier bij elkaar hebt en je wacht lang genoeg, miljoenen jaren, wordt het materiaal omgezet in gas, steenkool of olie. Dit komt door de enorme druk van de aarde die van alle kanten drukt.
Opgeslagen energie
Wij maken op vele manieren gebruik van die opgeslagen energie. Zo gebruiken wij gas en steenkool vaak om te verbranden. Met die warmte kunnen wij bijv. koken, maar ook elektriciteit opwekken. Met die energie kunnen we dan weer apparaten aanzetten.
Aardolie wordt eerst bewerkt voordat we het gebruiken. We kunnen er bijvoorbeeld benzine maken en hier kunnen we auto’s op laten rijden. Maar we maken van aardolie ook verschillende kunststoffen (plastics).
Nadelen van fossiele brandstoffen
Wat zijn nu de nadelen van fossiele brandstoffen? Zoals je misschien wel weet zijn de voorraden fossiele brandstoffen niet oneindig en zal er een tijd komen dat er geen fossiele brandstoffen meer zijn. Dat is een praktisch nadeel, omdat wij volledig afhankelijk zijn fossiele brandstoffen.
Een groter nadeel is dat er onder andere heel veel koolstofdioxide in de lucht komt die al miljoenen jaren liggen opgeslagen in de aarde. Dit heeft veel gevolgen voor de aarde.
Wat is duurzaamheid?
Duurzaamheid is door de jaren heen een verzamelbegrip geworden. Hier vallen dingen onder als: verantwoord leven, milieubewust, CO2-neutraal, ecologisch en rekening houden met de toekomst.
In het volgende onderdeel ga je onderzoeken hoe ons verbruik en omgang met fossiele brandstoffen de aarde beïnvloed. Daarna gaan we aan elkaar verschillende duurzame, CO2 neutrale energiebronnen onderzoeken en presenteren.
Milieuproblemen
Door het gebruik van fossiele brandstoffen zijn bepaalde dingen veel makkelijker geworden. We hebben machines die onze was en afwas doen, machienes die ons snel kunnen vervoeren en apparaten de voor ons kunnen nadenken (computers). We kunnen eigenlijk niet meer zonder. Maar aan het grote gebruik van fossiele kleven een aantal fikse nadelen voor de aarde. Het zijn hele bekende problemen zoals: het versterkte broeikaseffect, de plasticsoep en smog. Je hoort er vaak over in het nieuws, maar wat houden ze nou precies in?
In de volgende opdracht ga je zelf op onderzoek uit, zodat je precies weet wat deze milieuproblemen zijn, wat de oorzaken en gevolgen zijn. Je wordt hierbij een beetje geholpen door een paar gegeven bronnen.
Wat is je CO2 voetafdruk?
Hier kun je een test maken hoeveel aardbollen je nodig hebt om op jouw manier van leven te kunnen leven.
Alternatieve energiebronnen
In de vorige opdracht heb je onderzocht wat de gevolgen voor onze aarde zijn als wij zo door gaan met het gebruikt van fossiele brandstoffen. Naast deze gevolgen zitten we ook met een praktisch probleem, de fossiele brandstoffen raken op. We kunnen moeilijk terug naar de tijd voor de industriele revolutie, dat zal niet gebeuren. We zullen dus naar andere manieren moeten kijken om de benodigde energie te verkijgen, zonder hiervoor fossiele brandstoffen te gebruiken.
Je weet vanauit het vorige thema nog dat in principe alle energievormen in elkaar overgezet kunnen worden . Dit is dan ook een uitgangspunt als je op zoek gaat naar alternatieve energiebronnen. Welke vormen van energie kunnen we gebruiken in plaats van de chemische energie die in brandstoffen zit. We noemen die energie ook wel groene energie. Dat heeft alleen te maken met de afkomst van deze energievormen.
In dit onderzoek ga je met je groep één soort van alternatieve energie bestuderen. Je maakt hier op een creatieve manier een presenatie van en presenteert dit aan je klas.
Omdat jullie natuurlijk allemaal moeten leren over de verschillende alternatieve energiebronnen en niet alleen die van je presentatie, moet je onderstaand document tijdens de presentaties bij houden en invullen. Hier leer je dus vanaf!
Ook zal de docent je vragen om elk van de presentatie de beoordelen op de punten:
Intermezzo: Dichtheid, hoe bepaal je wat 'zwaarder' is?
Wat is dichtheid?
Jullie kennen allemaal de grap wel: ‘wat is zwaarder 1 kilogram lood of 1 kilogram veren?’ Als je deze vraag iemand heel snel stelt, dan zijn (jonge) kinderen geneigd deze te beantwoorden met ‘lood’. Dan begint iedereen heel hard te lachen, en zegt: ‘ik zei toch 1 kilogram lood of 1 kilogram veren, dat is het zelfde!’. De reden waarom we ons hier zo vaak in vergissen, is dat er wel degelijk een verschil is tussen een stofeigenschap van lood en veren. Het verschil is dat je voor 1 kilogram lood een veel kleinere hoeveelheid (volume) nodig hebt, als je dat vergelijkt met 1 kilogram veren. Het is dus vreemd om te spreken over iets dat zwaarder is, wanneer je praat over verschillende hoeveelheden (volume in cm3 of dm3)
Vergelijkbare eenheden, dan kun je iets vergelijken!
Massa is geen stofeigenschap, volume is ook geen stofeigenschap. Je kunt namelijk zelf bepalen hoeveel je er van neemt. Wat wel een stofeigenschap is, is de dichtheid. Maar wat is de dichtheid van een stof?
Bij de dichtheid van een stof bepaal je de massa van één cm3. Dan kun je de massa’s met elkaar vergelijken. En dan kun je zeggen welke ‘zwaarder’ is. Een betere natuurkundige vraag zou dan ook zijn: ‘Welke stof heeft de grootste massa, 1 cm3 lood of 1 cm3 veren?’ Dan zou natuurlijk lood het goede antwoord zijn.
Wat is bepalend de dichtheid van een stof?
Je weet nog van thema 1 dat alles opgebouwd is uit atomen en moleculen. De atomen en moleculen kunnen heel verschillend zijn. Zo bestaan er hele grote en zware atomen en moleculen, maar ook kleine en lichte atomen en moleculen. Je kunt je voorstellen wanneer één atoom of molecuul een grote massa heeft, dat de dichtheid van de stof hierdoor groter wordt, 1 cm heeft dan een grotere massa.
Het tweede wat van invloed is op de dichtheid van een stof, is de afstand tussen de moleculen. Hoe dichter de moleculen op elkaar zitten, hoe groter de dichtheid is. Als een stof verwarmd word, wordt de afstand tussen de moleculen groter. De dichtheid zal bij het verwarmen van stoffen dus kleiner worden.
De dichtheid wordt bepaald door:
De massa van het molecuul of atoom
De afstand die tussen de moleculen zit.
Eenheid grootheid & afkortingen
Dichtheid heeft het symbool: ρ (spreek je uit als ‘rho’). De eenheid van dichtheid is:
Bij een vaste stof: gram per kubieke centimeter, afgekort: g/cm3
Bij een vloeistof: gram per milliliter, afgekort g/mL
Zweven, zinken of drijven?
Water heeft een dichtheid van 1 g/cm3 . Dus ρ =1,0 g/cm3 . Je weet vast dat er voorwerpen zijn die zinken in water, of op het oppervlak blijft drijven. Dit heeft te maken met de dichtheid van het voorwerp.
Stoffen die een lagere dichtheid hebben dan 1,0 g/cm3 blijven drijven op water.
Stoffen die een hogere dichtheid hebben dan 1,0 g/cm3 zinken in water.
Stoffen die een gelijke dichtheid hebben dan 1,0 g/cm3 zweven in water.
Toepassing
Bekijk de afbeelding boven deze pagina. Kun je dit plaatje uitleggen? Probeer het eens uit te leggen aan je buurman/ouders/docent!
Rekenen met dichtheid
De formule van dichtheid is:
\(dichtheid \space = \space { {massa \space in \space gram} \over {volume \space in \space cm^3 \space of \space mL} }\)
of in symbolen:
\(\rho \space \space = {{m} \over {V}}\)
In deze formule is het volume (de 'inhoud' of de 'ruimte' die de stof inneemt) bij vloeistoffen in mL, en bij vaste stoffen in cm3. Hierbij moet je weten dat 1 cm3 = 1 mL.
De eenheid van de dichtheid zal dan bij vloeistoffen en vaste stoffen ook verschillen.
Bij een vaste stof: g/cm3
Bij een vloeistof: g/mL
Oefening: Oefening: Dichtheid berekenen met formule
Heb je de bovenstaande opdrachten goed kunnen maken? Dan kun je verder met de volgende opdrachten. Ander zal je eerst hulp moeten vragen van je docent of een goede klasgenoot. Maar ga niet door tot je bovenstaande goed begrijpt.
Omschrijven van de formule
Met de formule van dichtheid kun je ook het volume of de massa uitrekenen. Hiervoor moet je de formule omschrijven. Je kunt hierbij gebruik maken van een hulpmiddel:
Je kunt de formule omzetten in een sommetje die je snapt:\(2 \space = \space { {6} \over {3} } \). Dit is precies dezelfde soort formule als dichtheid. Dus wanneer je wanneer je het volume moet berekenen, kun je alsvolgt denken: Volume staat op de plek als de 3. Hoe krijg je met dit sommetje 3 als antwoord? Je kunt de volume omschrijven naar: \(3 \space (volume) \space = \space { {6 \space (massa)} \over {2 \space (dichtheid)} }\)
Je hebt nu de volume omgeschreven: \(volume \space = \space { {massa} \over {dichtheid} }\) of in symbolen: \(V \space = \space { m \over \rho}\)
Toepassen
Bij de volgende oefeningen moet je de formule kunnen omschrijven.
Oefening: Oefening: Dichtheid berekenen met formule omschrijven
Plastic is een veel gebruikte term voor kunsstoffen. Kunststoffen zijn opgebouwd uit hele lange moleculen. De verschillende kunsstoffen bestaan uit verschillende moleculen. In kunststoffen komen vooral koolstof (scheikundig afgekort tot C) en waterstof (H) atomen voor. Dit komt omdat kunststoffen uit aardolie gemaakt worden, in aardolie zitten ook vooral koolwaterstoffen (koolstof en waterstof)
Je kunt kunststoffen het beste voorstellen als een hele lange kralen ketting. We noemen zo'n lange kralen ketting een polymeer, die is opgebouwd uit kleine kralen. Die kleine kralen noemen we monomeren.
Een voorbeeld van zo'n monomeer is Etheen. Zie de afbeelding hieronder.
Wanneer je deze monomeren aan elkaar 'plakt' krijg je een hele lange aaneengesloten keten. Deze lange aaneengesloten keten wordt het polymeer: polyetheen:
De verschillende kunststoffen zijn dus opgebouwd uit verschillende monomeren. Je hebt verschillende soorten kunststoffen nodig, omdat je verschillende stofeigenschappen nodig hebt. Een plastic tas heeft andere eigenschappen nodig als een cola-fles. De moleculen van die kunsstoffen zijn dan ook verschillend.
In de volgende thuisopdracht ga je kijken of je de verschillende kunststoffen thuis kunt vinden. Je kunt de verschillende kunststoffen herkennen aan het logo op de verpakking.
In éénn van de eerste opdrachten hebben jullie uitgezocht wat de plasticsoep is. Ook waarom dit probleem zo moeilijk te verhelpen is. Dit heeft meerdere oorzaken: de hoeveelheid, de grote van het gebied, fotodegradatie, kunststof micro-deeltjes in bijv. cosmetica en de blijvende toestroom van kunststof.
Maar wat ook een groot probleem is, zijn de verschillende dichtheden van de kunststoffen. Al het plasticafval drijft niet als een soort eiland in het water, die je weg kunt scheppen. Maar ze drijven, zweven en zinken op verschillende niveaus in het water. Dus naast de gigantische oppervlakte is er ook nog een gigantische diepte aan afval.
Jullie gaan met dit gegeven aan de slag in de volgende opdracht. Jullie ontwerpen een practicum voor de basisschool over plasticscheiding door middel van dichtheid. Jullie eindproduct is dus een practicumvoorschrift (handleiding) voor groep-8 leerlingen.
Koffie of thee is het lekkerst als het nog heet is. Helaas koelt het snel af als je het in een verkeerde koffiebeker doet. Waarom isoleren sommige bekers beter dan anderen? Welk materiaal is het beste? En hoe snel koelt het dan af? In het onderzoek over isolatie leer je niet alleen hoe isolatie werkt en wat de effecten zijn op warmteverlies, maar leer je ook hoe je een goede wetenschappelijke grafiek in Microsoft Excel maakt.
Het maken van een juiste wetenschappelijke grafiek in Excel
Het lijkt soms zo gemakkelijk om in Excel een grafiek te maken, maar bij Science, natuur- en scheikunde werkt het nét even allemaal anders. In onderstaande Powerpoint kan je stap-voor-stap terug vinden waarom en hoe een goede grafiek gemaakt moet worden in Excel.
Als slotopdracht voor dit thema ga je een brief schrijven aan de rector met een advies om iets aan of in school te veranderen zodat het een (beetje) duurzamer wordt. Als eerste loop je een rondje door de school heen en zoek je naar mogelijkheden om onze school duurzamer te maken. Dan ga je een aanbevelingsbrief schrijven aan de rector. De beste brief sturen we door naar de rector.
Inhoudelijk moet de brief voldoen aan de volgende punten:
Overtuig de rector van het belang van een duurzame school. Gebruik in je brief meerdere overtuigende argumenten.
Beschrijf de duurzame aanbeveling in school. Hoe zie je dit voor je?
Overtuig de rector van de voordelen van die duurzame oplossing.
Sluit af met een mooie one-liner.: Eén zin die overtuigend moet werken.
Voor een goede brief moet je natuurlijk uiterlijk voldoen aan een aantal belangrijke voorwaarden zoals:
De brief moet netjes en overzichtelijk zijn
De brief mag geen spelvouten bevatten
Je moet weten wie de rector is en het adres van school moet op een goede manier op de brief staan
Opbouw van de brief moet duidelijk zijn: Begin met een opening dan de inhoud en tot slot het einde met de one-liner
Voor meer tips en vooral ook informatie over de standaard opbouw van een brief zie deze link. Verder kan je hieronder het beoordelingsformulier voor de brief vinden. Bekijk deze goed om precies te weten op welke delen van je brief je punten krijgt.
Het arrangement Thema 3: Duurzaamheid is gemaakt met
Wikiwijs van
Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt,
maakt en deelt.
Auteurs
Steven Boot
Je moet eerst inloggen om feedback aan de auteur te kunnen geven.
Laatst gewijzigd
2018-06-11 21:04:07
Licentie
Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding 3.0 Nederlands 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.
De verschillende kunststoffen zijn dus opgebouwd uit verschillende monomeren. Je hebt verschillende soorten kunststoffen nodig, omdat je verschillende stofeigenschappen nodig hebt. Een plastic tas heeft andere eigenschappen nodig als een cola-fles. De moleculen van die kunsstoffen zijn dan ook verschillend.
