Biologie: Levende en niet-levende natuur
H1: Energie
= mogelijkheid om arbeid te leveren. Als een lichaam arbeid levert, verliest het energie. Eigenlijk is
arbeid energie die van het ene lichaam op een ander wordt overgedragen. Arbeid en energie zijn dus
zeer nauw verwant met elkaar
Energie E heeft ook de joule J als eenheid
Energiebronnen
Op Aarde is de zon de voornaamste energiebron
- zonnepanelen (fotovoltaïsche cellen) die zonlicht omzetten in elektrische energie
- windmolens (zon warmt evenaar meer op dan de polen → temp. ≠ ontstaan → ontstaat wind
- fossiele brandstoffen (aardgas, olie, steenkool) zijn vormen van opgeslagen zonne-energie (van
miljoenen jaren geleden)
- kernenergie (radioactief materiaal (bijv. uranium of plutonium) op een gecontroleerde manier aangezet
tot radioactief verval waarbij energie vrijkomt
Duurzame energie = energie waar je heel lang gebruik van kunt maken zonder de energiebron uit te putten
(bv. rechtstreekse zonne-energie en windenergie)
Fossiele brandstoffen en kernenergie zijn niet duurzaam
Kernfusie = twee waterstofatomen gecombineerd tot een heliumatoom
Energievormen
Potentiële energie = energie die een voorwerp bezit op een bepaalde hoogte of als het onder spanning staat
Twee voorbeelden van potentiële energie zijn:
- Gravitationele energie, de energie die geleverd wordt door de zwaartekracht.
- Elastische energie, de energie die elastische voorwerpen bezitten.
Kernenergie = E die vrijkomt bij de splijting van atoomkernen
Elektrische energie = E van bewegende geladen deeltjes
Chemische energie = E die vervat zit in chemische stoffen zoals suikers, batterijen en brandstoffen
Thermische energie = E die vervat zit in warmte
Stralingsenergie = E die afkomstig is van een stralingsbron
Kinetische energie = E die in een bewegend voorwerp zit
, Energieomzettingen
Wet van behoud van energie: er kan geen energie verloren gaan en geen energie gemaakt worden
Energieomzettingen in dagelijks leven
- strijkijzer: elektrische energie → warmte energie
- mixer: elektrische energie → bewegingsenergie
- knijpkat zaklantaarn met LED's: bewegingsenergie → elektrische energie → lichtenergie
Organismen functioneren door energie en stoffen om te zetten en te
transporteren
Voeding is nodig om te kunnen werken, groeien, lichaamstemperatuur op peil te houden ...
- Energierijke voedingswaren: gebruik van energiedranken, energiebars ...
- Waarnemingen afgeleid uit etiketten (vgl van voedingswaren op gebied van energetische waarde).
- Tijdens het composteren van keukenafval komt warmte vrij.
Vanuit eenvoudige waarnemingen voeding als energiebron aantonen
In ons lichaam wordt de chemische energie opgeslagen in het voedsel omgezet. Alle levende
organismen bevatten energie, dit hebben ze nodig om te groeien, zich voort te bewegen en het
organisme in stand te houden. Energie zit opgeslagen in organische moleculen zoals suikers, vetten,
eiwitten die de energie vrijmaken als ze reageren met zuurstof tijdens de verbranding.
De calorie en andere eenheden van energie
De calorie is een verouderde eenheid voor energie. De calorie is officieel vervangen door de joule,
maar vooral in de voedingsindustrie is de calorie een nog veel gebruikte maat voor een hoeveelheid
warmte-energie.
1 calorie = hoeveelheid warmte die nodig is om één gram zuiver water één graad Celsius te verwarmen
1,00 calorie = 4,18 joule (1 kcal = 4,18 kJ)
Vermogen
Het vermogen P is de geleverde arbeid W gedeeld door de daartoe nodige tijdsduur ∆t.
P staat voor het Engelse “power” en is het symbool voor vermogen.
[P] = W = J / s (W: watt)
1 W = 1 J/s 1 W.s = 1 J
H1: Energie
= mogelijkheid om arbeid te leveren. Als een lichaam arbeid levert, verliest het energie. Eigenlijk is
arbeid energie die van het ene lichaam op een ander wordt overgedragen. Arbeid en energie zijn dus
zeer nauw verwant met elkaar
Energie E heeft ook de joule J als eenheid
Energiebronnen
Op Aarde is de zon de voornaamste energiebron
- zonnepanelen (fotovoltaïsche cellen) die zonlicht omzetten in elektrische energie
- windmolens (zon warmt evenaar meer op dan de polen → temp. ≠ ontstaan → ontstaat wind
- fossiele brandstoffen (aardgas, olie, steenkool) zijn vormen van opgeslagen zonne-energie (van
miljoenen jaren geleden)
- kernenergie (radioactief materiaal (bijv. uranium of plutonium) op een gecontroleerde manier aangezet
tot radioactief verval waarbij energie vrijkomt
Duurzame energie = energie waar je heel lang gebruik van kunt maken zonder de energiebron uit te putten
(bv. rechtstreekse zonne-energie en windenergie)
Fossiele brandstoffen en kernenergie zijn niet duurzaam
Kernfusie = twee waterstofatomen gecombineerd tot een heliumatoom
Energievormen
Potentiële energie = energie die een voorwerp bezit op een bepaalde hoogte of als het onder spanning staat
Twee voorbeelden van potentiële energie zijn:
- Gravitationele energie, de energie die geleverd wordt door de zwaartekracht.
- Elastische energie, de energie die elastische voorwerpen bezitten.
Kernenergie = E die vrijkomt bij de splijting van atoomkernen
Elektrische energie = E van bewegende geladen deeltjes
Chemische energie = E die vervat zit in chemische stoffen zoals suikers, batterijen en brandstoffen
Thermische energie = E die vervat zit in warmte
Stralingsenergie = E die afkomstig is van een stralingsbron
Kinetische energie = E die in een bewegend voorwerp zit
, Energieomzettingen
Wet van behoud van energie: er kan geen energie verloren gaan en geen energie gemaakt worden
Energieomzettingen in dagelijks leven
- strijkijzer: elektrische energie → warmte energie
- mixer: elektrische energie → bewegingsenergie
- knijpkat zaklantaarn met LED's: bewegingsenergie → elektrische energie → lichtenergie
Organismen functioneren door energie en stoffen om te zetten en te
transporteren
Voeding is nodig om te kunnen werken, groeien, lichaamstemperatuur op peil te houden ...
- Energierijke voedingswaren: gebruik van energiedranken, energiebars ...
- Waarnemingen afgeleid uit etiketten (vgl van voedingswaren op gebied van energetische waarde).
- Tijdens het composteren van keukenafval komt warmte vrij.
Vanuit eenvoudige waarnemingen voeding als energiebron aantonen
In ons lichaam wordt de chemische energie opgeslagen in het voedsel omgezet. Alle levende
organismen bevatten energie, dit hebben ze nodig om te groeien, zich voort te bewegen en het
organisme in stand te houden. Energie zit opgeslagen in organische moleculen zoals suikers, vetten,
eiwitten die de energie vrijmaken als ze reageren met zuurstof tijdens de verbranding.
De calorie en andere eenheden van energie
De calorie is een verouderde eenheid voor energie. De calorie is officieel vervangen door de joule,
maar vooral in de voedingsindustrie is de calorie een nog veel gebruikte maat voor een hoeveelheid
warmte-energie.
1 calorie = hoeveelheid warmte die nodig is om één gram zuiver water één graad Celsius te verwarmen
1,00 calorie = 4,18 joule (1 kcal = 4,18 kJ)
Vermogen
Het vermogen P is de geleverde arbeid W gedeeld door de daartoe nodige tijdsduur ∆t.
P staat voor het Engelse “power” en is het symbool voor vermogen.
[P] = W = J / s (W: watt)
1 W = 1 J/s 1 W.s = 1 J
