ry
Hoofdstuk t*
(P)tlo,o3
Energie Energie ornzetten [eerstof Í
a b
in elektrische wordtomgezet energie. Chemische energie in tichten warmte. wordtomgezet tlektrische energie
ïoepassing 2
a b
energie chemische energie -+ elektrische energie chemische elektrische energie -+
oven:warmte bijvoorbeeld: etektrische betonmo[en : bewegingsenergie gloeilamp: licht batterijlader: energie chemische radio:bewegingsenergie 4
a b c d
Ziefiguur1. veelminderetektrische Despaartamp verbruikt energie daneengewonegloeilamp. gevenevenveel ticht. Beidelampen energie verbruikt veelminderelektrische omdezelfdehoeveelheid licht te Eenspaartamp produceren.
gloeilamp 60 tll
A figuur 1
45 I
BÁSISStOFHoofdsuk4 Energie
re 5
Zie de grafiekhieronder.
I 2800 o c' 0
2600
ï 2400 22oO
e000
1800 1600
1400
1200
1000 800
600 400
200
l
7
45 I
figuur3
Bij de bewegingvan dynamo,molenen ventilatoren bij het lopenvan de stroomontstaatook neemtde energÍezeersnelaf en stopt het geheet. warmtedie verdwijnt.Daardoor
re,w
Plus Prescott Joule{1818-1889} James 8
x 2x2x 10= 80J. Dehoeveelheid zwaarte-energie bedraagt:2 te tatenstijgenis 2100J nodig.Eris echtermaar 0m0,5kgwater1 graadin temperatuur 80/2100= A,A4oE. 80J. Dushetwaterstijgt maximaal"
I
vanhetwater.De Maximaat, omdatnietalle80J ten goedekomtaandetemperatuurstijging gaat rest verloren aandeomgeving.
Elektrische eneÍgie omzetten in warmte Leerstof Í0
a b
warmteer nodigis om eenbepaatde Meteenwarmtemeter kunje nagaanhoeveel temperatuur te brengen. hoeveelheid vloeistofop eenbepaalde oC te latenstijgen. Eris 3,9 J warmtenodigom 1 grammelkL in temperatuur
Toepassing 11 a b
F= P.t= 1200x 1800= 2 160000J. Ditis 2160000/3600000=0,60 kWh. F= P't= 965x 360=347 400J. Dit is 347 400/3600000= 0,097kWh.
12 a b c
0= c' m' AT=4,2x1.50x25=16kJ P= E / t=15750/75 x 60 = 17,5W Er'tekf altijd weL die het elementproduceert. HetwaterzaIniet altewarmteopnemen weq. wat warmte
í3
VtoeistofB heeftde grootstesoortgelijkewarmte. verwarmingsspiraal vtoeistofzijn getijk(100g) en zijn metdezelfde Dehoeveetheden (12 W) verwarmd. Detemperatuur vanvtoeistofB stijgt mindersnelen heeftdusde grootstec. StofA: Q= c.m. AT;c=Q/ m"Lt = 15 x 60x72/100x 50 = 2,16J/gsl.StofA heeft kunnenzijn (het gaatom warmtevan2,16J/gPC.StofA zoudusaLcohol eensoortelijke eenvtoeistof!) van vtoeistofB met 25 'C. 0pgenomen Na15 minuten(900s) stijgt de temperatuur warmte Q - P . t * 12 x900 = 10 800J; c, = 4,32J/9"C. Dezevloeistofkanwaterzijn.
a b
c
14 a b c
5000g 0= c'm'Lï- 4,2x5A0Qx 80= 1680 000J - 1,68MJ P= 1680000/600=2,8kW
15 a b
= 2,5 minuten P . t= c. tït. bï; t= c' m . bT/ P -* 4,2x 800x 8e/208A=148seconderl ontwikkelt,wordtdoorhet water Nietallewarmtedie het verwarmingsetement is. Hetopwarmen duurtdustangerdanbij a berekend opgenom€n.
= 150W 16 drierondjesvande schijf= (3/680)x 3 600000= 18 000J; P=1,8A00/"120
47 I
4 Energie BASISSïOfHoofdstuk
-&3
l7
1700x80/2200=260seconden(aangenomendatdeontwikkelde t-c-m'LT/P=4,2x geheeldoorhet wateris opgenomen.) warmtevande snelkoker
PIus Jouleen calorie 18 Deenergiewaarde bedraagt5 x 48 x 4,2 * 1008J = 1,0 kJ. Í9
Zietabel 1. Sommigeproductenwijkennogalfors af van de warewaarde4,2.
? tabel1jouteencalorie
pfódnct
hoeveelheid
lGl
kcal
aantatk/aantal kat
pindakaas
100g
2770
655
4,74
votlemelk
100mL
274
70
3,86
arachideo[ie
1.00mL
3400
810
4,20
tomatenpuree
100g
305
88
3,47
mayonarse
100g
3020
730
4,74
sÍnaasappetsap
100mL
775
40
4,38
mihoen
100g
1470
350
4,20
Chemische energie omzetten in warmte Leerstof warmtedie vrijkomtatseenbepaalde van eenstof Ís de hoeveetheid 20 Deverbrandingswarmte hoeveetheid van die stofverbrandt.
Toepassing 21 a b
22 a b c
x 18 MJ=2,7 l4J A,1.5 40x33MJ=1,32GJ 600x16MJ=9.6GJ
23 a b c
32kW (100/90)x 32 000J/s=35,6kJ/s is dat maximaal. minimaa[ 90o/o Bij eenrendementvan = 1,11 000 liter 35 555/32
24 a b
(licht) -+ elektrischeenergíe+ warmte stratingsenergie Eenhogerrendement betekentdat er meerelektriciteituit zontichtkanwordenverkregen. Datmaaktde opgewekte elektriciteitminderduur.
rt8 I
in nuttige wordtomgezet energiein het aardgas Dit betekentdat 90%van de chemísche warmte. naarbuiten.Je moet lageris, verdwijnter meerverbrandingswarmte Atshet rendement verbranden en dat kostgeld. nuttigewarmtemeeraardgas hoeveetheid danvoordezelfde
Ït
tt-buis:(8fr0, x 100%= 20olo geiser:(5,9/S\) x 100%=74% (230/600)x 100%= 38ïo etektriciteitscentrate: a b c
in detl-buis:80%van20J = 16J 759ovan12J = 9 J in despaartamP: Detl-buisgeeftiets meerlicht. heefteenhogerrendement. Despaartamp
2? 8.,*=4,2x 28x 103x 70=ffiEW Eou= 0,3x 32 MJ= 9,6MJ =& q= (E,JE"Jx 100o/o 28 a
b
*
ó ,Z l{}
=05%' àr{Dà-t +.+
fro-80x60x8,5-40,8k J Er*=4,2x 200x 30= 25,2kJ =620lo n=(E"J{'t) x 100o/o kanwarmteontsnappen. vandeflessenwarmer Oonaakl: aandebovenkant levert,komtten goedeaanhet 0orzaak2: niet atlewarmtedie deflessenwarmer vanhet water.Dezuigf,eszetfwordtookverwarmd. verwarmen
Elcktrtuiteit otrwekken
Leerstof 31 a , b c
vaneenturbinegebtazen. Stoomwordtmetgrotesrnlheidtegendeschoeiren tucht(wind)brengtdewiekenin beweging. Bewegende Stromend waterbrengteenturbinein beweging.
Toepassing t2 a b
1 200000000/800= 1,5mi$oenhuishoudens nachts,is devraagnaarenergiebeperkt. Hetgrootstedeelvandedag,metname,'s
49 :
Ea8
Têst fezelÍ í
etektrische energie-r warmte
2
energieomin warmteen tícht. Eengloeitamp van75 Wzet in 3As 2250J elektrische
3
warmte.licht elektrische energie,
4
25olo
5
33 600J
6
1120W
7
720kJ
I
1 uuren 1 kwaÉier
I
65 0C
(J;lhr{rt*à \ 6e- oo*-t"te^.; --Ér
*5n _ I
uil'".rcrlaot t eie"rt*+'e;€.^; ïf^-
l
1 0 1600kJ 1 1 5Io t2 90J 13 120s-Zminuten 14
c
15 B 16
c
17 A 18 1743kJ Í9 D 20 B 21 P' t = c . m . LT;t - c . rn . LT/ P = 4200x 200x t0/2A 000= 420s: 7 minuten 22 a b
meterdemeeste Je kunthetbesthetpaneel op dezonrichten.Danvangje pervierkante zonne-energíe op. met10001100:10 kwh.Ditis 10x 3 600000J = 36 MJ 1,0m3aardgas komtovereen energie.
53 I
4 Emryie tESï rËZEt.FHooldsark
re 27 nuttigeenergie= c' m . LT = 4200x 7,2 x 85 = 428,4kJ totale energie= 0,031m3= 0,031x 32 000 kJ = 992 kJ = 43olo rendement= (428,4/992)x 100o/o
24 a b c
25a b
aantalkt4rh= aantatkWx aantatuur = 408 x 0,06 x 24 = 588 kWh 588 kWh/dag= 588 x 365= 214620 ktitlh.Dit zijn 21'4620/3400= 63 geánnen. nuttigeenergieper uur = 408 x 0,06 x 7 = 24,48kWh= 24,48x3 600 000 J = 88 MJ totale energie= 28 x 16 MJ= 448 MJ =20olo = (88/448)x 100o/o rendement + etektrische energie+ warmte zonne-energie nuttigeenergie= 26 000 kWh = 320x 2,6 x 365= 3,05'105kwh totaleenergie = (26 000/303680) x 100%=8,60lo rendement Zie de figuurhieronder-
zonnecel
Breinkraker X bereÍkt. 26 Ste[datdetheepoteeneindtemperatuur 4200x 0,5x (100- X):2100(100* X). warmtebedraagt Doorhetwaterafgegeven 2400x 0,2x (X* 20)= 480(X* 20)' Duser warmtebedraagt Doorhetporsetein opgenomen oC. geldt:219600= 2580X;X = 85
Í4 I
