Intro college 31/03
Example: thermal energy can never be totally converted into kinetic or mechanical energy.
Dit betekent dat de efficiency nooit 1 kan zijn. Dit kan geconcludeerd worden uit de 2e wet
van thermodynamica: ‘ during energy conversion the useful output is never as much as the
input’
Efficiency= useful output/ energy input
Sustainable energy: Energy which does not leave any pollution for the environment and
leave bad things for future generations
Renewable energy: Energy from sources which are naturally replenished at the same rate as
they are used. Biggest main source of the renewable energy is the sun.
Why are fossil fuels not renewable? Because we use them at a much higher rate than they
were created.
85% of the world’s energy consumption is delivered by fossil fuels (oil, coal and natural gas).
But why is this such a problem?
- These resources are not infinite. We use them at a much higher rate than we create
them. One day these resources will be empty.
- These fossil fuels are not evenly distributed around the world, which leads to political
instability. ( Iraq, Libya, the whole middle east)
- The burning of fossil fuels increases the amount of greenhouse gasses on the planet,
and increase the global warming process. The carbon dioxide levels in the
atmosphere right now have not been so high in 800.000 years! The carbon dioxide
levels in the atmosphere have always been constant but since the industrial
revolution they have skyrocketed.
The greenhouse gasses which are so important for the earth are gasses which absorb the
black body ration of the earth at longer wavelength.
Higher heating value: heat from water condensation is recovered (more energy)
Lower heating value: heat from water condensation is not recovered
, College 1
Grootste bron van energie: de zon
Fotosynthese is het veranderen van energie, fotonen (lichtenergie) capturen en deze
omzetten in chemische verbindingen (chemische energie).
Tot nu toe is de omzetting heel laag. Ongeveer 1% van de energie die op aarde terechtkomt
wordt daadwerkelijk omgezet in chemische energie.
Zonne energie, niet alles komt op de oppervlakte van de aarde. Het grootste deel van de
fotonen die op de oppervlakte van de aarde terechtkomen zitten tussen 300 en 700 nm.
Lichtkleuren. Hoe kleiner de golflengte van kleuren, hoe groter de energie die ze bevatten.
Formule voor energie van foton: E= hc/⋌. Hoe groter de golflengte labda, hoe kleiner de
energie.
Absorptie van een foton zorgt ervoor dat een elektron 1 schil omhoog gaat. Het elektron gaat
dan van de HOMO naar de LUMO.
Het verschil in energie tussen de homo en lumo is een specifiek getal, in het geval van
etheen is het bijvoorbeeld 173 kcal/mol. Voor etheen is de golflengte 165nm.
Maar voor het gebruiken van biomassa voor fuel wordt er een voorkeur gegeven aan
moleculen waarbij hun energy gap overbrugt kan worden door fotonen die in het visible light
area zitten. Dit zijn veelal conjugated systems, omdat de electron delocalisation zorgt voor
een minder grote energy gap. Een molecuul met veel conjugated bonds heeft een foton
nodig met een grote golflengte, meestal binnen het visuele beeld.
Een molecuul kan een blauwe licht foton krijgen, waardoor het elektron stijgt naar de 2e
excited state, maar het elektron zal alweer snel terug vallen naar de 1e excited state. De
hoeveelheid energie tussen de 1e en 2e excited state is dan verloren in de vorm van
warmte.
Als een foton eenmaal in de excited state is, zal hij gauw weer terugvallen naar de ground
state. Bij deze terugval, komt er energie vrij. Dit kan op verschillende manieren:
- De vrije energie komt vrij in de manier van warmte.
- Via zelf een foton schieten. Het molecuul kan dan ook zelf een foton uitzenden. De
kleur van deze foton zal dikwijls rood zijn omdat de absorption rate meestal bij de
hogere golflengtes zit, dus bij de kleur rood.
- De vorming van een triplet excited state.
K larger = decay shorter. Deze K is the rate constant, op welke manier een elektron
terugvalt.
dN/dt= -kN . N= concentratie. t= tijd. k = rate constant
Example: thermal energy can never be totally converted into kinetic or mechanical energy.
Dit betekent dat de efficiency nooit 1 kan zijn. Dit kan geconcludeerd worden uit de 2e wet
van thermodynamica: ‘ during energy conversion the useful output is never as much as the
input’
Efficiency= useful output/ energy input
Sustainable energy: Energy which does not leave any pollution for the environment and
leave bad things for future generations
Renewable energy: Energy from sources which are naturally replenished at the same rate as
they are used. Biggest main source of the renewable energy is the sun.
Why are fossil fuels not renewable? Because we use them at a much higher rate than they
were created.
85% of the world’s energy consumption is delivered by fossil fuels (oil, coal and natural gas).
But why is this such a problem?
- These resources are not infinite. We use them at a much higher rate than we create
them. One day these resources will be empty.
- These fossil fuels are not evenly distributed around the world, which leads to political
instability. ( Iraq, Libya, the whole middle east)
- The burning of fossil fuels increases the amount of greenhouse gasses on the planet,
and increase the global warming process. The carbon dioxide levels in the
atmosphere right now have not been so high in 800.000 years! The carbon dioxide
levels in the atmosphere have always been constant but since the industrial
revolution they have skyrocketed.
The greenhouse gasses which are so important for the earth are gasses which absorb the
black body ration of the earth at longer wavelength.
Higher heating value: heat from water condensation is recovered (more energy)
Lower heating value: heat from water condensation is not recovered
, College 1
Grootste bron van energie: de zon
Fotosynthese is het veranderen van energie, fotonen (lichtenergie) capturen en deze
omzetten in chemische verbindingen (chemische energie).
Tot nu toe is de omzetting heel laag. Ongeveer 1% van de energie die op aarde terechtkomt
wordt daadwerkelijk omgezet in chemische energie.
Zonne energie, niet alles komt op de oppervlakte van de aarde. Het grootste deel van de
fotonen die op de oppervlakte van de aarde terechtkomen zitten tussen 300 en 700 nm.
Lichtkleuren. Hoe kleiner de golflengte van kleuren, hoe groter de energie die ze bevatten.
Formule voor energie van foton: E= hc/⋌. Hoe groter de golflengte labda, hoe kleiner de
energie.
Absorptie van een foton zorgt ervoor dat een elektron 1 schil omhoog gaat. Het elektron gaat
dan van de HOMO naar de LUMO.
Het verschil in energie tussen de homo en lumo is een specifiek getal, in het geval van
etheen is het bijvoorbeeld 173 kcal/mol. Voor etheen is de golflengte 165nm.
Maar voor het gebruiken van biomassa voor fuel wordt er een voorkeur gegeven aan
moleculen waarbij hun energy gap overbrugt kan worden door fotonen die in het visible light
area zitten. Dit zijn veelal conjugated systems, omdat de electron delocalisation zorgt voor
een minder grote energy gap. Een molecuul met veel conjugated bonds heeft een foton
nodig met een grote golflengte, meestal binnen het visuele beeld.
Een molecuul kan een blauwe licht foton krijgen, waardoor het elektron stijgt naar de 2e
excited state, maar het elektron zal alweer snel terug vallen naar de 1e excited state. De
hoeveelheid energie tussen de 1e en 2e excited state is dan verloren in de vorm van
warmte.
Als een foton eenmaal in de excited state is, zal hij gauw weer terugvallen naar de ground
state. Bij deze terugval, komt er energie vrij. Dit kan op verschillende manieren:
- De vrije energie komt vrij in de manier van warmte.
- Via zelf een foton schieten. Het molecuul kan dan ook zelf een foton uitzenden. De
kleur van deze foton zal dikwijls rood zijn omdat de absorption rate meestal bij de
hogere golflengtes zit, dus bij de kleur rood.
- De vorming van een triplet excited state.
K larger = decay shorter. Deze K is the rate constant, op welke manier een elektron
terugvalt.
dN/dt= -kN . N= concentratie. t= tijd. k = rate constant
