5.1 NASK VWO 2 Energie en omzettingen
Waarom is energie nodig? Om dingen te doen, voorwerpen te verwarmen, in beweging te zetten of
te veranderen.
E = symbool van energie
J = Joule = de eenheid
Soorten energie:
- Elektrische: bijv. uit een stopcontact (gsm opladen)
- Bewegingsenergie: de energie die een voorwerp heeft als het in beweging is
- Chemische: energie uit stoffen bijv suiker in een energiedrank, benzine als brandstof
- Stralingsenergie: afkomstig van bijv de zon
- Kernenergie: uit een kerncentrale die energie opwekt
- Warmte: energie die nodig is om de temperatuur van een stof te verhogen of een stof te
doen smelten of verdampen.
Wet van behoud van energie = energie gaat NOOIT verloren, het ontstaat niet en verdwijnt niet.
Energie kan alleen omgezet worden van de ene vorm in een andere vorm = energieomzetting. Dit
geef je weer in een energiestroomdiagram:
Warmte naar water = nuttige energie
Elektrische energie Waterkoker = Warmte naar omgeving = ongewenste/niet-nuttige
= gebruikte/toegevoerde energieomzetter/ energie = verloren energie
Energie apparaat
Als je water kookt dan zet de waterkoker de energie om in warm water en een deel van de warmte
gaat naar de ruimte. Dit heet verloren energie, maar natuurkundig gaat energie echter niet verloren.
Daarom is de dikte van de 2 pijltjes rechts samen gelijk aan de dikte van de pijl links.
Warmte:
Q = symbool
J = joule = de eenheid
Warmte is niet hetzelfde als temperatuur -> de eenheid van temperatuur (T) is graden Celsius: bij een
hogere temperatuur bewegen moleculen sneller, hebben dan meer bewegingsenergie. Als je de
temperatuur wilt verhogen dan moet je energie toevoeren.
Fasediagram van water: horizontaal is de tijd waarin je
warmte toevoegt aan eerst het ijs en later het water,
verticaal is de temperatuur die toeneemt.
In de horizontale gedeeltes neemt de temperatuur niet
toe. De warmte is daar nodig voor de faseovergang. In ijs
zitten de moleculen in een vast rooster en zijn sterk aan
elkaar verbonden. Bij het smelten houden de moleculen
toch nog wat vast en is er nog meer energie nodig om te
kunnen verdampen (dan laten de moleculen verder los)
, Je ziet dus dat bij faseovergangen vast-vloeibaar en vloeibaar-gas warmte nodig is voor de toename
van de bewegingsenergie van de moleculen.
Warmte als niet-nuttige energie
Bij veel energieomzettingen is warmte een vorm van niet-nuttige energie. Veel apparaten worden
warm zonder dat ze daarvoor bedoeld zijn. Vb: energieomzetting in een elektrische auto:
Bewegingsenergie
kkk
Elektrische energie Elektrische auto Warmte
Hoe komt het dat een deel van de energie in warmte is omgezet ipv in bewegingsenergie? Doordat er
wrijving optreedt bij het bewegen van onderdelen in de motor van de auto. Wrijving = 2
oppervlakten schuiven langs elkaar en omdat oppervlakten nooit helemaal glad zijn komen bij die
botsingen moleculen tegen elkaar aan (op microschaal). Daarbij wordt een deel van de
bewegingsenergie van de onderdelen omgezet in bewegingsenergie van de moleculen.
Hoofdwetten van de warmteleer:
1e hoofdwet: er gaat NOOIT energie verloren, maar je kunt ook geen energie erbij maken. Wat eruit
komt kan niet meer zijn dan 100% van wat erin gaat (= ook de wet van behoud van energie).
2e hoofdwet: het is onmogelijk om alle energie in nuttige energie om te zetten. Er zal altijd een deel
omgezet worden in niet-nuttige energie omdat een deel van de energie in de moleculen gaat zitten.
Het is heel moeilijk om deze energie weer in nuttige energie om te zetten daarom heet warmte vaak
“energie van lage kwaliteit”.
Vanuit de opdrachten:
1. Als je warmte toevoegt aan een stof dan stijgt de temperatuur altijd = onjuist -> zie het
fasediagram van water.
2. Wat gebeurt er met moleculen als er wrijving optreedt? Dan botsen de moleculen tegen
elkaar aan.
3. Waarom ontstaat bij wrijving warmte? Door het botsen van de moleculen wordt een deel
van de bewegingsenergie omgezet in bewegingsenergie van de moleculen. Een deel van de
energie gaat dus in de moleculen zitten.
4. Welke energiesoorten zetten de volgende omzetters om?
a. Een plant: stralingsenergie
b. Een elektrische kachel: elektrische energie
c. Een waterkoker: elektrische energie
d. Je lichaam: chemische energie
5. Energiestroomdiagram voor een ventilator:
Wind = nuttige energie
Waarom is energie nodig? Om dingen te doen, voorwerpen te verwarmen, in beweging te zetten of
te veranderen.
E = symbool van energie
J = Joule = de eenheid
Soorten energie:
- Elektrische: bijv. uit een stopcontact (gsm opladen)
- Bewegingsenergie: de energie die een voorwerp heeft als het in beweging is
- Chemische: energie uit stoffen bijv suiker in een energiedrank, benzine als brandstof
- Stralingsenergie: afkomstig van bijv de zon
- Kernenergie: uit een kerncentrale die energie opwekt
- Warmte: energie die nodig is om de temperatuur van een stof te verhogen of een stof te
doen smelten of verdampen.
Wet van behoud van energie = energie gaat NOOIT verloren, het ontstaat niet en verdwijnt niet.
Energie kan alleen omgezet worden van de ene vorm in een andere vorm = energieomzetting. Dit
geef je weer in een energiestroomdiagram:
Warmte naar water = nuttige energie
Elektrische energie Waterkoker = Warmte naar omgeving = ongewenste/niet-nuttige
= gebruikte/toegevoerde energieomzetter/ energie = verloren energie
Energie apparaat
Als je water kookt dan zet de waterkoker de energie om in warm water en een deel van de warmte
gaat naar de ruimte. Dit heet verloren energie, maar natuurkundig gaat energie echter niet verloren.
Daarom is de dikte van de 2 pijltjes rechts samen gelijk aan de dikte van de pijl links.
Warmte:
Q = symbool
J = joule = de eenheid
Warmte is niet hetzelfde als temperatuur -> de eenheid van temperatuur (T) is graden Celsius: bij een
hogere temperatuur bewegen moleculen sneller, hebben dan meer bewegingsenergie. Als je de
temperatuur wilt verhogen dan moet je energie toevoeren.
Fasediagram van water: horizontaal is de tijd waarin je
warmte toevoegt aan eerst het ijs en later het water,
verticaal is de temperatuur die toeneemt.
In de horizontale gedeeltes neemt de temperatuur niet
toe. De warmte is daar nodig voor de faseovergang. In ijs
zitten de moleculen in een vast rooster en zijn sterk aan
elkaar verbonden. Bij het smelten houden de moleculen
toch nog wat vast en is er nog meer energie nodig om te
kunnen verdampen (dan laten de moleculen verder los)
, Je ziet dus dat bij faseovergangen vast-vloeibaar en vloeibaar-gas warmte nodig is voor de toename
van de bewegingsenergie van de moleculen.
Warmte als niet-nuttige energie
Bij veel energieomzettingen is warmte een vorm van niet-nuttige energie. Veel apparaten worden
warm zonder dat ze daarvoor bedoeld zijn. Vb: energieomzetting in een elektrische auto:
Bewegingsenergie
kkk
Elektrische energie Elektrische auto Warmte
Hoe komt het dat een deel van de energie in warmte is omgezet ipv in bewegingsenergie? Doordat er
wrijving optreedt bij het bewegen van onderdelen in de motor van de auto. Wrijving = 2
oppervlakten schuiven langs elkaar en omdat oppervlakten nooit helemaal glad zijn komen bij die
botsingen moleculen tegen elkaar aan (op microschaal). Daarbij wordt een deel van de
bewegingsenergie van de onderdelen omgezet in bewegingsenergie van de moleculen.
Hoofdwetten van de warmteleer:
1e hoofdwet: er gaat NOOIT energie verloren, maar je kunt ook geen energie erbij maken. Wat eruit
komt kan niet meer zijn dan 100% van wat erin gaat (= ook de wet van behoud van energie).
2e hoofdwet: het is onmogelijk om alle energie in nuttige energie om te zetten. Er zal altijd een deel
omgezet worden in niet-nuttige energie omdat een deel van de energie in de moleculen gaat zitten.
Het is heel moeilijk om deze energie weer in nuttige energie om te zetten daarom heet warmte vaak
“energie van lage kwaliteit”.
Vanuit de opdrachten:
1. Als je warmte toevoegt aan een stof dan stijgt de temperatuur altijd = onjuist -> zie het
fasediagram van water.
2. Wat gebeurt er met moleculen als er wrijving optreedt? Dan botsen de moleculen tegen
elkaar aan.
3. Waarom ontstaat bij wrijving warmte? Door het botsen van de moleculen wordt een deel
van de bewegingsenergie omgezet in bewegingsenergie van de moleculen. Een deel van de
energie gaat dus in de moleculen zitten.
4. Welke energiesoorten zetten de volgende omzetters om?
a. Een plant: stralingsenergie
b. Een elektrische kachel: elektrische energie
c. Een waterkoker: elektrische energie
d. Je lichaam: chemische energie
5. Energiestroomdiagram voor een ventilator:
Wind = nuttige energie
