Leren omgaan met energie
Met dank aan: CSG Reggesteyn, OBS De Peppel, & PCBS Jan Barbier
Inhoudsopgaven Inleiding.................................................................................................. 3 1. De Centrale verwarming ...................................................................... 4 Leerlingen opdracht ........................................................................... 4 Docenten handleiding ...................................................................... 11 2. De Thermostaat ................................................................................. 12 Leerlingen opdracht ......................................................................... 12 Docenten handleiding ...................................................................... 18 3. Ketel en buizen.................................................................................. 19 Leerlingen opdracht ......................................................................... 19 Docenten handleiding ...................................................................... 26 4. Warmte van de radiator .................................................................... 27 Leerlingen opdracht ......................................................................... 27 Docenten handleiding ...................................................................... 35 5. De draaiknop als doorgeefluik ........................................................... 36 Leerlingen opdracht ......................................................................... 36 Docenten handleiding ...................................................................... 44 6. Warm water door de radiator ............................................................ 45 Leerlingen opdracht ......................................................................... 45 Docenten handleiding ...................................................................... 52 7. Energie meten ................................................................................... 53 Leerlingen opdracht ......................................................................... 53 Docenten handleiding ...................................................................... 61 8. Apparaten in school ........................................................................... 62 Leerlingen opdracht ......................................................................... 62 Docenten handleiding ...................................................................... 69 Jouw alternatieve energie ..................................................................... 70 Leerlingen opdracht ......................................................................... 70
2
Inleiding
Het project ‘Twente’s got Talent’ wordt gesubsidieerd door de Provincie Overijssel, vanuit het programma ‘ICT-Diensteninnovatie Overijssel’. Universiteit Twente is penvoerder van dit project. Twente’s got Talent is een project voor basisscholen, voortgezet onderwijs en hoger onderwijs-instellingen in de regio Oost-Nederland. Zij werken samen om natuur- en techniekonderwijs een nieuwe impuls te geven door de ontwikkeling van lesmodules en door professionalisering van docenten. ICT speelt in deze projecten een belangrijke rol: met ICT kunnen scholen de wereld van natuur en techniek effectief de school binnen halen, waardoor de effectiviteit van fysieke kennismaking met de praktijk wordt vergroot. Op het gebeid van natuur- en techniekonderwijs is echter nog niet veel digitaal materiaal beschikbaar en hier wil het project Twente’s got Talent op inspelen en scholen bij ondersteunen. Voor het project Twente’s got Talent zijn de basisscholen OBS De Peppel en PCBS Jan Barbier en middelbare scholengemeenschap CSG Reggesteyn een samenwerking aangegaan waarbij natuur- en techniekonderwijs ondersteund wordt door ICT. Dit heeft geresulteerd in 7 lessen voor leerlingen van de bovenbouw van de basisschool en 1 opdracht waarbij leerlingen van de basisschool samenwerken met leerlingen van het technasium. Al deze lessen zijn voorzien van een docentenhandleiding. De lessenserie begint met een aantal opdrachten over energievormen die dicht bij de leerlingen liggen. Deze informatie kunnen de leerlingen vervolgens gebruiken tijdens de eindopdracht die zal gaan over duurzame energie. Zo ontstaat er een bij leerlingen een beter begrip over de werking van energie en energieverbruik.
3
Tijd: 2x2 lesuren Aantal leerlingen: 2
1. De centrale verwarming
nodig: een werkende radiator een A4 notitiepapier pen/potlood A4 papier (om te knippen) schaar
Wat ga je doen? Je gaat een stukje onderzoeken van hoe de centrale verwarming werkt. De kernvraag voor jullie is: op welke manieren verwarmt de radiator?
4
Stap 1: de inleiding
Lees: Als het binnen twintig graden (20°C) is, voelt dat lekker warm. In de zomer is het klaslokaal of de huiskamer vaak vanzelf al warm genoeg. Maar hoe gaat dat in de winter als het buiten maar vijf graden (5°C) is? Of als het vriest? Dan moet het huis verwarmd worden. Je kunt je huis op verschillende manieren verwarmen, zoals bijv. met een open haard of met een centrale verwarming. Dat is wel zo handig. Anders zou je ’s winters binnen met een jas aan moeten zitten. En met de muts op! In deze les gaan we samen de ‘centrale verwarming’ op school onderzoeken. Verschillende leerlingen doen verschillende stukjes. Jullie kijken naar verschillende vormen van warmte die de radiator afgeeft. Tijd voor een uitgebreid verwarmingsonderzoek…
5
Stap 2: Hoe werkt een verwarming?
Uitleg Twintig graden is een goede temperatuur voor in huis. Dat is vaak de ingestelde temperatuur op de thermostaat. Als het in de ruimte kouder dan twintig graden is, geeft de thermostaat een seintje aan de verwarmingsketel om het water op te warmen. Het verwarmde water verlaat de ketel en wordt door een buis naar de radiatoren gepompt.Als de draaiknop van de radiator openstaat, stroomt het warme water aan de bovenkant naar binnen. Het water verwarmt de radiator. Deze geeft zijn warmte weer af aan de omgeving. Doordat de warmte wordt afgegeven aan de omgeving koelt het water af. Het afgekoelde water gaat via de buis aan de onderkant de radiator uit. De pomp pompt het afgekoelde water weer terug naar de ketel.
Opdracht 1:
• Deze woorden zitten verstopt in de woordzoeker. Kun jij ze vinden? radiator, draaiknop, buis, thermostaat, temperatuur, verwarmingsketel, pomp, stralingswarmte, verwarming, stookhok, water, graden, energie, opwarmen, afkoelen, warm, koud.
Een puzzel z Q N E D A R G J P M O P R C D
F M V B N D U O K O H K O O T S
L R S U n E L E O K F A O G E E
J A I I U X R O L G R A G W M M
C W E S L A A G N E M R A W P O
L E T E K S G N I M R A W R E V
C R R E E E S S A E R L K G R S
D R A A I K N O P W A T E R A D
E S T R A L I N G S W A R M T E
K D F T H E R M O S T A A T U K
A V E R W A R M I N G T L C U C
G N E R N H F R O T A I D A R C
6
Opdracht 2: Hieronder zie je een afbeelding van een centrale verwarming. De woorden uit de woordzoeker horen bij dit plaatje. Schrijf in de figuur hieronder het juiste cijfer op de juiste plaats Op sommige plaatsen passen meerdere cijfers.
1. 2. 3. 4. 5. 6.
radiator draaiknop buis thermostaat temperatuur pomp
7. verwarmingsketel 8. stralingswarmte 9. water 10. verwarming 11. stookhok 12. graden
13. 14. 15. 16. 17.
energie opwarmen warm koud afkoelen
7
Stap 3: Jij als verwarmingsmonteur
Sharella, Bas, Chen en Kim zijn verwarmingsmonteurs. Zij bekijken de verwarmingsketel en de thermostaat. Ook controleren ze de radiatoren. Ben jij ook verwarmingsmonteur? Kijk wat Sharella, Bas, Kim en Chen doen. Dan weet je wat je taak is. OKÉ, TEKEN JIJ DE KETEL OP DE PLATTEGROND ER BIJ JA, DAT DOE IK. MAAR WE MOETEN OOK NOG EVEN GOED KIJKEN NAAR DE BUIZEN. ZIJN DE BUIZEN VOOR HET WARME WATER OOK GEÏSOLEERD?
HIER ZIJN DUS DRIE RADIATOREN ONDER HET RAAM.
Bas Kim
Sharella
Chen
Opdracht 3
ZO, DIT IS BETER. NU KOMT DE WARMTE DE RUIMTE IN, IN PLAATS VAN IN DE KAST.
JA, IK TEKEN ZE ER NET BIJ.
Maak een plattegrond van je school. • Geef in iedere ruimte aan waar de radiatoren zitten. • Teken ook de thermostaat, de ketel en de verschillende buizen op je plattegrond. Gebruik voor de buizen een rood en een blauw kleurpotlood: rood voor de buizen waarin het warme water wordt aangevoerd, blauw voor de buizen waarin het afgekoelde water teruggaat.
PFF… HET IS ALLEEN JAMMER DAT HIJ ZO ZWAAR IS. IK KRIJG HET ER WARM VAN. DE VERWARMING MAG VAN MIJ WEL EVEN UIT! ZO, LEKKER WARM IS HET HIER.
JA, HIJ STAAT OP DE HOOGSTE STAND. DAT IS EIGENLIJK NIET NODIG. MEESTAL IS ER NIEMAND IN DE GANG. HIJ VERWARMT EIGENLIJK ALLEEN ONZE JASSEN.
8
Opdracht 4: Lees de onderstaande opdrachten goed door en voer ze uit!
Een ruimte verwarmen kost energie en geld. Daar moet je zuinig mee omgaan. Kijk of er geen warmte verloren gaat: • Staan er geen spullen voor de verwarmingen die de warmte tegenhouden? Staan er geen deuren open? Is het niet te warm of te koud?
•
•
Controleer alle radiatoren. Staan de knoppen op de goede stand? Controleer de thermostaat. Staat hij op een goede temperatuur? Controleer met een thermometer of de thermostaat de juiste temperatuur meet. Is alles in orde met het water in de centrale verwarming? • Begin bij de ketel. Zit daar nog genoeg water in? Als het wijzertje in het rood staat, moet de ketel bijgevuld worden. Weet je hoe dit bijvullen in z’n werk gaat? Zoek op internet hier iets over op, en gebruik dat bijv. voor de verwerkingsopdracht (zie verderop). Vraag na wie dit doet op school. • Luister in het stookhok en bij een aantal radiatoren of je het water goed hoort stromen. Hoor je het niet? Dan is er misschien iets mis met de pomp. (Let op: ga eerst na of de CV überhaupt aan staat!) • Moet je er iemand bijhalen voor de ketel of de pomp? Geef aan als de radiator ontlucht moet worden. De centrale verwarming werkt niet goed als er lucht in de leidingen zit, want dan worden de radiatoren niet goed verwarmt.
Let op! Ga nooit zelf aan de centrale verwarming sleutelen. Het gaat erom dat je de werking gaat begrijpen, en ook de gebreken ziet. Geef ze wel door als er belangrijke dingen niet goed werken.
9
De verwerkingsopdracht
Na de opdrachten te hebben gemaakt, gaan jullie het volgende doen: De tijd tot aan de volgende over verwarming kunnen jullie aan de slag met de resultaten van de onderzoekjes die jullie deden. Jullie gaan in de 2e bijeenkomst (op Reggesteyn) de rest van de groep vertellen wat je geleerd en ervaren hebt over verschillende vormen van warmte.
Denk eens aan:
posters PowerPoint digibord voorwerpen
Je mag hierbij van alles gebruiken en maken. Zorg ervoor dat jullie weten wie wat gaat doen tijdens de presentatie. Je moet de rollen goed verdeeld hebben. Tijd: ongeveer 10 minuten voor je presentatie Tijdens de presentatie komen er leerlingen van het 2e jaar Technasium van Reggesteyn kijken. Eén van die leerlingen gaat jullie begeleiden bij de laatste opdracht. Wat daarna de opdracht wordt hoor je die dag op Reggesteyn….SUCCES!! en vooral…veel energieke uren gewenst!
10
Leerkrachtenhandleiding…
Tijd: 2 x 2 lesuren Aantal leerlingen: 2
1. De centrale verwarming
In deze onderzoeksmodule onderzoekt de leerling de centrale verwarming Opbouw: 1. De eerste 3 stappen 2. Daarna kan het tweetal aan de slag met de verwerkingsopdracht. deze opdracht wordt op de tweede techniekles over verwarming gepresenteerd aan de rest van de groep. Tijdens deze presentatie zijn er leerlingen van Reggesteyn aanwezig. Zij begeleiden de opdracht voor dag 3. 3. Dag 3: (samen met een leerling van Reggesteyn) wordt een opdracht aangeboden waarin de leerlingen alternatieven bedenken en onderzoeken om energie te winnen en te gebruiken. 4. Dag 4: eindpresentatie d.m.v. filmpjes De totale opdracht wordt in tweetallen gemaakt (aangevuld met Reggesteynleerlingen bij dag 2, 3 en 4).
Leerdoelen: De leerling kan: o o o o o
samenwerken iets vertellen over de werking van een radiator iets uitleggen over contactwarmte, stralingswarmte en convectiewarmte vertellen over z’n onderzoekservaringen nadenken over alternatieven voor verwarmingsenergie
Materiaal: Nodig voor de onderzoeksopdracht ‘De centrale verwarming’ zijn:
een werkende radiator een thermometer een A4 notitiepapier pen/potlood A4 papier (om te knippen) Schaar (evt: folie)
11
Tijd: 2x2 lesuren Aantal leerlingen: 2
2. De thermostaat
nodig een werkende radiator een A4 notitiepapier pen/potlood thermometer schaar
Wat ga je doen? Je gaat een stukje onderzoeken van hoe de centrale verwarming werkt. De belangrijkste vraag voor jullie is: Hoe werkt de thermostaat?
12
Stap 1: de inleiding
Lees: Als het binnen twintig graden (20°C) is, voelt dat lekker warm. In de zomer is het klaslokaal of de huiskamer vaak vanzelf al warm genoeg. Maar hoe gaat dat in de winter als het buiten maar vijf graden (5°C) is? Of als het vriest? Dan moet het huis verwarmd worden. Je kunt je huis op verschillende manieren verwarmen, zoals bijv. met een open haard of met een centrale verwarming. Dat is wel zo handig. Anders zou je ’s winters binnen met een jas aan moeten zitten. En met de muts op! In deze les gaan we samen de ‘centrale verwarming’ op school onderzoeken. Verschillende leerlingen doen verschillende stukjes. Jullie kijken naar verschillende vormen van warmte die de radiator afgeeft.
13
Stap 2: temperatuur regelen
Met de draaiknop op een radiator kun je veel of weinig water de verwarming laten instromen. Dat water is warm. Maar hoe warm eigenlijk? En waar regel je dat?
Opdracht 1:
Dat gebeurt allemaal bij de thermostaat!
Opdracht 2:
Ga op zoek naar de thermostaat bij jou op school. Teken hem na.
Welke twee temperaturen staan op de thermostaat bij jou op school? Schrijf ze op de juiste plek in de tekening
Uitleg: Op de thermostaat staan altijd twee temperaturen. Eén temperatuur geeft aan hoe warm de ruimte is waar de thermostaat hangt. De andere temperatuur kun je zelf instellen. Hiermee bepaal je hoe hoog de temperatuur moet zijn. Is de gemeten temperatuur lager dan de ingestelde temperatuur? Dan zorgt de thermostaat dat de verwarming aangaat. Wordt de gemeten temperatuur net zo hoog als de ingestelde temperatuur? Dan geeft de thermostaat een seintje dat er geen nieuw warm water gemaakt hoeft te worden.
14
Stap 3: een proefje
Wordt de temperatuur in deze ruimte goed weergegeven op de display?
Opdracht 3: 1. Pak een thermometer. Meet de temperatuur in de ruimte waar de thermostaat hangt: Antwoord:……………˚C 2. Geeft de thermostaat de juiste temperatuur? Ja / Nee (De thermostaat meet alleen de temperatuur in de ruimte waar hij hangt.) Opdracht 4: 1. Meet met de thermometer de temperatuur van de Radiator Bovenste verwarmingsbuis Onderste verwarmingsbuis 2. Zijn er verschillen in temperatuur, tussen de omgeving en de radiator, tussen de radiator en de buizen? Zo ja, hoe kan dat?
15
Stap 4: een test Opdracht 3: Geef steeds aan of de themostaat het water gaat verwarmen of niet. Temperatuur in de ruimte: 16 ˚C 20 ˚C 19 ˚C
Ingestelde temperatuur: 19 ˚C 18 ˚C 19 ˚C
Wel / niet Wel / niet Wel / niet
Opdracht 4: In welke ruimte kun je het beste de thermostaat ophangen? Denk eraan dat de thermostaat alleen in die ruimte de temperatuur meet. Neem onderstaande schema over in je schrift en vul deze in. Ruimte: Zaal Klas Entree school: Keuken Personeelskamer Toilet
Wel Wel Wel Wel Wel Wel Wel
/ / / / / / /
Niet goed Niet Niet Niet Niet Niet Niet
Waarom?
16
De verwerkingsopdracht
Na de opdrachten te hebben gemaakt, gaan jullie het volgende doen: De tijd tot aan de volgende techniekles over verwarming kunnen jullie aan de slag met de resultaten van de onderzoekjes die jullie deden. Jullie gaan in de 2e bijeenkomst (op Reggesteyn) de rest van de groep vertellen wat je geleerd en ervaren hebt over de thermostaat.
Denk eens aan:
posters PowerPoint digibord voorwerpen
Je mag hierbij van alles gebruiken en maken. Zorg ervoor dat jullie weten wie wat gaat doen tijdens de presentatie. Je moet de rollen goed verdeeld hebben. Tijd: ongeveer 10 minuten voor je presentatie Tijdens de presentatie komen er leerlingen van het 2e jaar Technasium van Reggesteyn kijken. Eén van die leerlingen gaat jullie begeleiden bij de laatste opdracht. Wat daarna de opdracht wordt hoor je die dag op Reggesteyn….SUCCES!! en vooral…veel energieke uren gewenst!
17
Leerkrachtenhandleiding…
Tijd: 2 x 2 lesuren Aantal leerlingen: 2
2. De thermostaat In deze onderzoeksmodule onderzoekt de leerling de centrale verwarming Opbouw: 1. De eerste 4 stappen, 2. Daarna kan het tweetal aan de slag met de verwerkingsopdracht. deze opdracht wordt op de tweede techniekles over verwarming gepresenteerd aan de rest van de groep. Tijdens deze presentatie zijn er leerlingen van Reggesteyn aanwezig. Zij begeleiden de opdracht voor dag 3. 3. Dag 3: (samen met een leerling van Reggesteyn) wordt een opdracht aangeboden waarin de leerlingen alternatieven bedenken en onderzoeken om energie te winnen en te gebruiken. 4. Dag 4: eindpresentatie d.m.v. filmpjes De totale opdracht wordt in tweetallen gemaakt (aangevuld met Reggesteynleerlingen bij dag 2, 3 en 4).
Leerdoelen: De leerling kan: o o o o o
samenwerken iets vertellen over de werking van een thermostaat iets uitleggen over de stralingswarmte vertellen over z’n onderzoekservaringen nadenken over alternatieven voor verwarmingsenergie
Materiaal: Nodig voor de onderzoeksopdracht ‘De thermostaat’ zijn:
een werkende radiator met thermostaat een A4 notitiepapier of schrift pen/potlood thermometer
18
Tijd: 2x2 lesuren Aantal leerlingen: 2
3. Ketel en buizen
nodig een werkende radiator een A4 notitiepapier pen/potlood thermometer schaar
wat ga je doen? Je gaat een stukje onderzoeken van hoe de centrale verwarming werkt. De belangrijkste vraag is:hoe warm zijn de ketel en de buizen?
19
Stap 1: de inleiding
Lees: Als het binnen twintig graden (20°C) is, voelt dat lekker warm. In de zomer is het klaslokaal of de huiskamer vaak vanzelf al warm genoeg. Maar hoe gaat dat in de winter als het buiten maar vijf graden (5°C) is? Of als het vriest? Dan moet het huis verwarmd worden. Je kunt je huis op verschillende manieren verwarmen, zoals bijv. met een open haard of met een centrale verwarming. Dat is wel zo handig. Anders zou je ’s winters binnen met een jas aan moeten zitten. En met de muts op! In deze les gaan we samen de ‘centrale verwarming’ op school onderzoeken. Verschillende leerlingen doen verschillende stukjes. Jullie kijken naar verschillende vormen van warmte die de radiator afgeeft.
20
Stap 2: warm water
Opdracht 1: Hieronder staat wat er gebeurt als de temperatuur te laag is. De volgorde klopt alleen niet. Schrijf de zinnen in de goede volgorde op. a) b) c) d) e) f) g)
Het warme water gaat naar de radiatoren. Het afgekoelde water wordt opnieuw opgewarmd. De thermostaat geeft een seintje aan de verwarmingsketel. De radiatoren worden warm. De verwarmingsketel verwarmt het water. Het afgekoelde water verlaat de radiatoren. De ruimte wordt warm
1=……………………………………………………………………………………………………… 2=……………………………………………………………………………………………………… 3=……………………………………………………………………………………………………… 4=………………………………………………………………………………………………………. 5=………………………………………………………………………………………………………. 6=………………………………………………………………………………………………………. 7=………………………………………………………………….................................
21
Opdracht 2: Hieronder staat een aantal zinnen. Vul de juiste woorden in. Kies uit: thermostaat – afgekoeld – pomp – water – warm. a. In de verwarmingsketel zit ……………………………………………………. b. De verwarmingsketel warmt het water op als de ……………………………………… een seintje geeft. c. Het water dat uit de verwarmingsketel komt, is ……………………………………… d. Het water wordt met een ……………………………….. door de buizen gepompt. e. Het water dat de verwarmingsketel in gaat, is ………………………………………..
22
Stap 3: een onderzoekje Op school is de ketel groter dan thuis. Vaak heeft een school een apart ‘stookhok’, dat is de ruimte waar de ketel staat. Vraag aan je juf of meester of je op onderzoek uit mag gaan.
Opdracht 3: Bij de ketel wordt water verwarmt voor de radiatoren. De ketel gebruikt hiervoor gas. Net als bij een gasfornuis wordt dit verbrandt om water te verwarmen. 1. Probeer uit te zoeken hoe warm het water is dat uit de verwarmingsketel komt. 2. Probeer uit te zoeken hoe warm het water is dat weer bij de verwarmingsketel terugkomt. 3. Zijn er verschillen in temperatuur? Zo ja, hoe kan dat? Opdracht 4: 3. Meet met de thermometer de temperatuur de buis waar het warme water de ketel uitgaat. waar het water uit de radiatoren weer de ketel ingaat 4. Meet ook de temperaturen bij de radiatoren: van de buis waardoor het warme water de radiator ingaat van de buis waardoor het afgekoelde water de radiator uitgaat 5. Zoek uit welke temperatuur is ingesteld op de thermostaat. 6. Zijn er verschillen in temperatuur, tussen de buizen bij de ketel, tussen de buizen bij de radiator, tussen de keteltemperatuur en de ingestelde temperatuur? Zo ja, hoe kan dat?
23
Opdracht: 5
• Wat is isoleren? a. Iets aan elkaar vastmaken. b. Iets bedekken of inpakken zodat er geen warmte verloren gaat. c. Iets hoog ophangen zodat er niemand bij kan.
Zijn er bij de ketel buizen die geïsoleerd zijn? Kun je uitleggen waarom dit nodig is? Gebruik de metingen uit opdracht 4 voor je uitleg!
24
De verwerkingsopdracht
Na de opdrachten te hebben gemaakt, gaan jullie het volgende doen: De tijd tot aan de volgende techniekles over verwarming kunnen jullie aan de slag met de resultaten van de onderzoekjes die jullie deden. Jullie gaan in de 2e bijeenkomst (op Reggesteyn) de rest van de groep vertellen wat je geleerd en ervaren hebt over de temperaturen van de ketel en de buizen.
Denk eens aan:
posters PowerPoint digibord voorwerpen
Je mag hierbij van alles gebruiken en maken. Zorg ervoor dat jullie weten wie wat gaat doen tijdens de presentatie. Je moet de rollen goed verdeeld hebben. Tijd: ongeveer 10 minuten voor je presentatie Tijdens de presentatie komen er leerlingen van het 2e jaar Technasium van Reggesteyn kijken. Eén van die leerlingen gaat jullie begeleiden bij de laatste opdracht.
Wat daarna de opdracht wordt hoor je die dag op Reggesteyn….SUCCES!! en vooral…veel energieke uren gewenst!
25
Leerkrachtenhandleiding…
Tijd: 2 x 2 lesuren Aantal leerlingen: 2
3. Ketel en buizen
In deze onderzoeksmodule onderzoekt de leerling de centrale verwarming Opbouw: 1. De eerste 3 stappen, 2. Daarna kan het tweetal aan de slag met de verwerkingsopdracht. deze opdracht wordt op de tweede techniekles over verwarming gepresenteerd aan de rest van de groep. Tijdens deze presentatie zijn er leerlingen van Reggesteyn aanwezig. Zij begeleiden de opdracht voor dag 3. 3. Dag 3: (samen met een leerling van Reggesteyn) wordt een opdracht aangeboden waarin de leerlingen alternatieven bedenken en onderzoeken om energie te winnen en te gebruiken. 4. Dag 4: eindpresentatie d.m.v. filmpjes De totale opdracht wordt in tweetallen gemaakt (aangevuld met Reggesteynleerlingen bij dag 2, 3 en 4).
Leerdoelen: De leerling kan: o o o o o
samenwerken iets vertellen over de werking van een radiator iets uitleggen over de stralingswarmte vertellen over z’n onderzoekservaringen nadenken over alternatieven voor verwarmingsenergie
Materiaal: Nodig voor de onderzoeksopdracht ‘Ketel en buizen’ zijn:
een werkende radiator met thermostaat een A4 notitiepapier of schrifft pen/potlood thermometer
26
Tijd: 2x2 lesuren Aantal leerlingen: 2
4. Warmte van de radiator
nodig: een werkende radiator een A4 notitiepapier pen/potlood A4 papier (om te knippen) schaar
Wat ga je doen? Je gaat een stukje onderzoeken van hoe de centrale verwarming werkt. De kernvraag voor jullie is: op welke manieren verwarmt de radiator?
27
Stap 1: de inleiding
Lees: Als het binnen twintig graden (20°C) is, voelt dat lekker warm. In de zomer is het klaslokaal of de huiskamer vaak vanzelf al warm genoeg. Maar hoe gaat dat in de winter als het buiten maar vijf graden (5°C) is? Of als het vriest? Dan moet het huis verwarmd worden. Je kunt je huis op verschillende manieren verwarmen, zoals bijv. met een open haard of met een centrale verwarming. Dat is wel zo handig. Anders zou je ’s winters binnen met een jas aan moeten zitten. En met de muts op! In deze les gaan we samen de ‘centrale verwarming’ op school onderzoeken. Verschillende leerlingen doen verschillende stukjes. Jullie kijken naar verschillende vormen van warmte die de radiator afgeeft.
28
Stap 2: de radiator Heb je al eens rondgekeken? Hoe wordt je lokaal lekker warm? Wat je ziet voor die verwarming van je lokaal zijn radiatoren. Opdracht 1: Streep door wat niet goed is. 1. Een radiator is onderdeel van de centrale verwarming. goed / fout 2. Iedere klas heeft twintig radiatoren. goed / fout 3. In de zomer worden alle radiatoren weggehaald. goed / fout
Opdracht 2: Tel de radiatoren in je klas. De radiatoren in jouw klas (dat zijn er ………) horen bij de centrale verwarming op school.
Teken er hieronder eentje na.
Uitleg: Een verwarming hangt vaak tegen een muur. De muur is vaak koud en daardoor verdwijnt de warmte. Gelukkig is daar wat op bedacht: vaak zit er tussen de radiator en de muur folie. Die folie kaatst de warmte terug naar de ruimte.
29
Opdracht 3: Loop een rondje door de school en bekijk alle radiatoren. Tel het aantal radiatoren in school. Let goed op de vorm en de grootte van de radiatoren. Zie je verschillen?
Beantwoord nu de vragen: 1. 2. 3. 4.
Er zijn in totaal …………… radiatoren in school. Hoe groter de ruimte, des te groter / kleiner de radiator. Hoe kleiner de ruimte, des te minder / meer radiatoren. Hoe kleiner de radiator, des te meer / minder warmte er af komt.
Vallen je nog meer verschillen op wat betreft de radiatoren? 1. ………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… 2. ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………
30
Stap 3: een onderzoekje
Zoek een radiator op die goed te bestuderen is. Aan de zijkant of onderkant van de radiator zie je buizen. Opdracht 4:
Voel eens aan zo’n buis. Voel nu eens aan de radiator. Welke voelt warmer aan, de buis of de radiator?
De …………………………………..voelt warmer aan. De warmte zie je op deze manier voelt, is de contactwarmte. Hoe sterk je de warmte voelt, hangt (onder andere) af van de temperatuur van jouw handen en van de temperatuur van het voorwerp.
Wat heeft de hoogste temperatuur, denk je: jouw handen, de radiator of de buis? Meet met een thermometer de temperatuur van jouw handen, de radiator en de buis. Uitleg: Hoe groter de radiator, hoe meer warmte er vanaf komt. Je voelt de warmte al als je ervoor staat. Dat heet stralingswarmte. Warme lucht gaat naar boven. Als je snel je handen wilt warmen, kun je ze het beste boven de verwarming houden.
31
Opdracht 5:
Hou je handen ongeveer een halve meter voor de buis. Hou je handen nu eens voor de radiator. Van welke voel je de meeste warmte afstralen, de buis of de radiator?
De ………………………………straalt meer warmte uit.
De warmte die je op deze manier voelt, heet warmtestraling. Hoe sterk je de warmte voelt, hangt af van de temperatuur van het voorwerp en van de afstand tot het voorwerp. Door warmtestraling verhit ook de zon onze aarde en voel je de warmte van een bureaulamp op je handen.
Zit achter (sommige) radiatoren ook folie? ja/nee Waarvoor dient deze folie, denk je?........................... ......................................................................................
Idee voor evt. thuis of op school: als je een oude schotelantenne hebt, kun je deze bedekken met folie. Wat merk je als er warmtestraling op komt? Uitleg: Een verwarming hangt vaak tegen een muur. De muur is vaak koud en daardoor verdwijnt de warmte. Gelukkig is daar wat op bedacht: vaak zit er tussen de radiator en de muur folie. Die folie kaatst de warmte terug naar de ruimte.
32
Opdracht 6: 1. Pak een stuk papier en knip een cirkel. 2. Knip van die cirkel een slinger. Begin aan de buitenkant en eindig in het midden. 3. Maak in het midden een touwtje vast. 4. Houd nu je slinger eerst boven de verwarming en daarna in het midden van de klas. Wat gebeurt er? Ik zie:…………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… Met de spiraalslinger kun je laten zien dat lucht beweegt. Als de lucht door de slinger gaat, draait deze rond. De lucht boven de radiator gaat omhoog. Dit komt omdat de lucht bij de radiator is verwarmd (door contactwarmte en door stralingswarmte). Warme lucht is lichter dan koude lucht. Daarom stijgt de warme lucht op. Nieuwe, koudere lucht stroomt naar de plek waar de warme lucht verdwijnt. Zo wordt de warme lucht door de klas getransporteerd: eerste de hoogte in. Langzamerhand wordt het hele lokaal gevuld met warme lucht. De warmte die je zo voelt heet convectiewarmte.
Uitleg: Warme lucht gaat naar boven. Als je snel je handen wilt warmen, kun je ze het beste boven de verwarming houden.
33
De verwerkingsopdracht
Na de opdrachten te hebben gemaakt, gaan jullie het volgende doen: De tijd tot aan de volgende over verwarming kunnen jullie aan de slag met de resultaten van de onderzoekjes die jullie deden. Jullie gaan in de 2e bijeenkomst (op Reggesteyn) de rest van de groep vertellen wat je geleerd en ervaren hebt over verschillende vormen van warmte.
Denk eens aan:
posters PowerPoint digibord voorwerpen
Je mag hierbij van alles gebruiken en maken. Zorg ervoor dat jullie weten wie wat gaat doen tijdens de presentatie. Je moet de rollen goed verdeeld hebben. Tijd: ongeveer 10 minuten voor je presentatie Tijdens de presentatie komen er leerlingen van het 2e jaar Technasium van Reggesteyn kijken. Eén van die leerlingen gaat jullie begeleiden bij de laatste opdracht.
Wat daarna de opdracht wordt hoor je die dag op Reggesteyn….SUCCES!! en vooral…veel energieke uren gewenst!
34
Leerkrachtenhandleiding…
Tijd: 2 x 2 lesuren Aantal leerlingen: 2
4. Warmte van de radiator In deze onderzoeksmodule onderzoekt de leerling de centrale verwarming Opbouw: 1. De eerste 3 stappen 2. Daarna kan het tweetal aan de slag met de verwerkingsopdracht. deze opdracht wordt op de tweede techniekles over verwarming gepresenteerd aan de rest van de groep. Tijdens deze presentatie zijn er leerlingen van Reggesteyn aanwezig. Zij begeleiden de opdracht voor dag 3. 3. Dag 3: (samen met een leerling van Reggesteyn) wordt een opdracht aangeboden waarin de leerlingen alternatieven bedenken en onderzoeken om energie te winnen en te gebruiken. 4. Dag 4: eindpresentatie d.m.v. filmpjes De totale opdracht wordt in tweetallen gemaakt (aangevuld met Reggesteynleerlingen bij dag 2, 3 en 4).
Leerdoelen: De leerling kan: o o o o o
samenwerken iets vertellen over de werking van een radiator iets uitleggen over contactwarmte, stralingswarmte en convectiewarmte vertellen over z’n onderzoekservaringen nadenken over alternatieven voor verwarmingsenergie
Materiaal:
Nodig voor de onderzoeksopdracht ‘Warmte van de radiator’ zijn:
een werkende radiator een thermometer een A4 notitiepapier pen/potlood A4 papier (om te knippen) Schaar (evt: folie)
35
Tijd: 2x2 lesuren Aantal leerlingen: 2
5. De draaiknop als doorgeefluik
nodig een werkende radiator een A4 notitiepapier vel ruitjespapier 1 x 1 cm pen/potlood thermometer
wat ga je doen? Je gaat een stukje onderzoeken van hoe de centrale verwarming werkt. De kernvraag voor jullie is: wat doet de draaiknop op de radiator?
36
Stap 1: de inleiding
Lees: Als het binnen twintig graden (20°C) is, voelt dat lekker warm. In de zomer is het klaslokaal of de huiskamer vaak vanzelf al warm genoeg. Maar hoe gaat dat in de winter als het buiten maar vijf graden (5°C) is? Of als het vriest? Dan moet het huis verwarmd worden. Je kunt je huis op verschillende manieren verwarmen, zoals bijv. met een open haard of met een centrale verwarming. Dat is wel zo handig. Anders zou je ’s winters binnen met een jas aan moeten zitten. En met de muts op! In deze les gaan we samen de ‘centrale verwarming’ op school onderzoeken. Verschillende leerlingen doen verschillende stukjes. Jullie kijken naar de werking van de draaiknop op de radiator.
37
Stap 2: de radiator Lees: In de zomer staat de verwarming uit. In de winter staat hij aan. Als de school dicht is, zijn de radiatoren uit. In een gymzaal hoeft het niet zo warm te zijn als in een klaslokaal. Hoe regel je dat allemaal bij een verwarming? Opdracht 1: Bekijk de radiatoren (de verwarmingselementen) in je klas. Vraag: Hoe kun je een radiator aan- of uitzetten? Antwoord: …………………………………………………… ………………………………………………………………………
Opdracht 2:
Uitleg: De draaiknop heeft verschillende standen. Die standen staan op de knop. Op oude knoppen staat een + en een -. Een + betekent aan, en bij – staat de verwarming uit. Op nieuwere draaiknoppen staan cijfers en een *.
Bekijk de draaiknoppen op de radiator in je klas. Beantwoord de volgende vragen: 1. Zitten de draaiknoppen op een handige plek? Ja / Nee, want…………………………………………………………………………………………… 2. Wat staat er op de draaiknoppen? Antwoord: …………………………………………………………………………………………………………………… 3. Welke kant draai je op om de verwarming uit te zetten? Antwoord: …………………………………………………………………………………………………………………… 4. En welke kant om de verwarming aan te zetten? Antwoord: …………………………………………………………………………………………………
38
Opdracht 3: Iedere verwarming heeft de volgende standen:
Trek een lijntje van de verschillende standen naar de juiste positie van de beide knoppen.
Kijk nog eens naar de draaiknop. De knop is niet alleen voor het aan- en uitzetten van de verwarming. Een verwarming heeft verschillende standen. Hij kan hoog of laag staan. Wat er eigenlijk in de radiator als die knop tussen hoog en laag in staat? De draaiknop werkt net als een kraan. Om warm te worden, moet er warm water door de radiator stromen. Dit warme water komt van de verwarmingsketel. Daar wordt het water verwarmd. Een pomp stuwt het water door de leidingen naar de radiatoren. De draaiknop bij elke radiator geeft aan hoeveel warm water kan passeren. Opdracht 4: Loop een rondje door de school en noteer hoeveel verschillende soorten draaiknoppen er zijn te vinden. Er zijn …………… verschillende soorten draaiknoppen te vinden in de school.
39
Stap 3: een experiment
Voor dit experiment heb je een thermometer nodig. En pen en papier. Ook moet je er voor zorgen dat de CV-installatie aanstaat. Vraag of voor deze opdracht de temperatuur op de thermostaat (eventjes) 5 oC hoger maag zijn dan de temperatuur in de school. Opdracht 5: Scrhijf de antwoorden op onderstaande vragen in de tabel hieronder. 1. Maak een rondje door de school langs de verschillende radiatoren. 2. Geef iedere radiator een naam, bestaande uit cijfers. Bijvoorbeeld ‘radiator 3.1’. Dat is de 1e radiator in groep 3. 3. Schrijf de stand van de radiator op. Probeer zoveel mogelijk verschillende standen te vinden. Vraag eventueel of je in een bepaalde klas de radiator voor eventjes in een bepaalde stand mag zetten (eentje die je nog niet had). Als het kan, zorg dan dat alle radiatoren in één ruimte dezelfde stand hebben. Let op: als je de CV-installatie apart moest aanzetten of wanneer je radiatoren een andere stand hebt gegeven, maak dan eerst opdracht 5 voordat je verder gaat met dit experiment. Zo geef je alles de tijd om een nieuw, ingestelde temperatuur te bereiken. 4. Meet de temperatuur van de radiator en schrijf die erbij. 5. Meet de temperatuur in deze ruimte en schrijf die er bij.
40
Temperatuur in oC
Radiator Groep
Nummer
Stand
Van de radiator
In de ruimte
Extra opdracht: Maak op hokjespapier (1 x 1 cm) een grafiek met de temperaturen die je hebt gemeten in de ruimtes, uitgezet tegen de stand van de radiatoren.
Opdracht 6: Bij oude draaiknoppen werkt het eenvoudig: er kan veel warm water door of niets of een beetje. Hoe warm het uiteindelijk kan worden, hangt af van de temperatuur die bij de thermostaat is ingesteld. Als de draaiknop dicht zit en het is binnen warmer dan de ingestelde temperatuur, wat doet de radiator dan? …………………………………………………………………………………………………………………… Als de draaiknop dicht zit en het is binnen kouder dan de ingestelde temperatuur, wat doet de radiator dan? ……………………………………………………………………………………………………………………
41
Als de draaiknop open staat (een beetje of helemaal) en het is binnen kouder dan de ingestelde temperatuur, wat doet de radiator dan? Leg je antwoord zo goed mogelijk uit! …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… Stel dat het ’s ochtends in de klas te koud is. Je doet de draaiknop open, zodat de radiator warm wordt. Welk verschil kun je merken tussen ‘een beetje opendraaien’ en ‘helemaal opendraaien’? …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… Nieuwe knoppen zijn wat ingewikkelder. Dat zijn thermostaatknoppen. Dat woord lijkt een beetje op het woord thermometer. Thermo is woord uit het Grieks. Het betekent ‘temperatuur’. De nieuwe draaiknoppen kun je gebruiken om een bepaalde temperatuur te krijgen. Het kan echter nooit warmer worden dan de temperatuur die is ingesteld op de (centrale) thermostaat. De draaiknop kan er wel voor zorgen dat het iets minder warm wordt. Leg uit dat zo’n thermostaat handig is in een gebouw met veel verschillende soorten ruimtes. …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… Zo’n knop laat dus niet alleen maar veel of weinig warm water door. Hij zorgt er ook voor dat er geen warm water door komt als het ‘ warm genoeg’ is. Hoe warm dat ‘warm genoeg’ precies is, hangt af van de stand die je kiest voor de draaiknop én van de instelling op de thermostaat. Leg uit dat zo’n thermostaat handig is om energie te besparen. …………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………
42
De verwerkingsopdracht
Na de opdrachten te hebben gemaakt, gaan jullie het volgende doen: De tijd tot aan de volgende techniekles over verwarming kunnen jullie aan de slag met de resultaten van de onderzoekjes die jullie deden.
Denk eens aan:
posters PowerPoint digibord voorwerpen
Jullie gaan in de 2e bijeenkomst (op Reggesteyn) de rest van de groep vertellen wat je geleerd en ervaren hebt. Je mag hierbij van alles gebruiken en maken. Zorg ervoor dat jullie weten wie wat gaat doen tijdens de presentatie. Je moet de rollen goed verdeeld hebben. Tijd: ongeveer 10 minuten voor je presentatie Tijdens de presentatie komen er leerlingen van het 2e jaar Technasium van Reggesteyn kijken. Eén van die leerlingen gaat jullie begeleiden bij de laatste opdracht. Wat daarna de opdracht wordt hoor je die dag op Reggesteyn….SUCCES!! en vooral…veel energieke uren gewenst!
43
Leerkrachtenhandleiding…
Tijd: 2 x 2 lesuren Aantal leerlingen: 2
5. De draaiknop als doorgeefluik In deze onderzoeksmodule onderzoekt de leerling de centrale verwarming Opbouw: 1. De eerste 3 stappen, 2. Daarna kan het tweetal aan de slag met de verwerkingsopdracht. deze opdracht wordt op de tweede techniekles over verwarming gepresenteerd aan de rest van de groep. Tijdens deze presentatie zijn er leerlingen van Reggesteyn aanwezig. Zij begeleiden de opdracht voor de 3e dag. 3. Dag 3: (samen met een leerling van Reggesteyn) wordt een opdracht aangeboden waarin de leerlingen alternatieven bedenken en onderzoeken om energie te winnen en te gebruiken. 4. Dag 4: eindpresentatie d.m.v. filmpjes De totale opdracht wordt in tweetallen gemaakt (aangevuld met Reggesteynleerlingen bij dag 2, 3 en 4).
Leerdoelen: De leerling kan: o o o o o
samenwerken een tabel invullen een thermometer aflezen vertellen over de resultaten van z’n onderzoek nadenken over alternatieven voor verwarmingsenergie
Materiaal: Nodig voor de onderzoeksopdracht ‘De draaiknop als doorgeefluik’ zijn:
een werkende radiator kopieën van stap 1 t/m 4 (per duo 1) een A4 notitiepapier + velletje ruitjespapier 1 x 1 cm pen/potlood thermometer
44
Tijd: 2x2 lesuren Aantal leerlingen: 2
6. Warm water door de radiator
nodig een werkende radiator met werkende radiatorknop een A4 notitiepapier pen/potlood
wat ga je doen? Je gaat een stukje onderzoeken van hoe de centrale verwarming werkt. De belangrijkste vraag is: Hoe wordt de radiator warm?
45
Stap 1: de inleiding
Lees: Als het binnen twintig graden (20°C) is, voelt dat lekker warm. In de zomer is het klaslokaal of de huiskamer vaak vanzelf al warm genoeg. Maar hoe gaat dat in de winter als het buiten maar vijf graden (5°C) is? Of als het vriest? Dan moet het huis verwarmd worden. Je kunt je huis op verschillende manieren verwarmen, zoals bijv. met een open haard of met een centrale verwarming. Dat is wel zo handig. Anders zou je ’s winters binnen met een jas aan moeten zitten. En met de muts op! In deze les gaan we samen de ‘centrale verwarming’ op school onderzoeken. Verschillende leerlingen doen verschillende stukjes. Jullie onderzoeken hoe de radiator warm wordt.
46
Stap 2: de radiator
Heb je al eens rondgekeken? Hoe wordt je lokaal lekker warm? Wat je ziet voor die verwarming van je lokaal zijn radiatoren. Door een radiator stroomt water. Warm water zorgt voor een warme radiator. Omdat het warme water weer afkoelt, komt er steeds weer nieuw warm water. Waar blijft eigenlijk het afgekoelde water? Opdracht 1:
Ga naar een verwarming (een radiator) en zet deze aan met de verwarmingsknop.
(Pas op, de buizen kunnen heet zijn) Voel boven aan de radiator en onder aan de radiator. Voel je verschil? …………………………………………………………………..
Voel aan de bovenste buis en aan de onderste buis. Voel je verschil?
………………………………………………………………………. Conclusie: Het warme water komt boven/onder binnen. Het afgekoelde water stroomt onder/boven weg.
47
Stap 3: een onderzoekje
Je hebt nodig: een potlood
Opdracht 2 1. Teken een radiator met de 2 buizen. 2. Teken met rode en blauwe pijlen hoe het water loopt. Zowel bij de buizen als in de radiator. 3. Gebruik rood voor warm water en blauw voor het afgekoelde water. Tekening:
Opdracht 3 Meet met een thermometer de temperatuur van
de aanvoerbuis:………………………………………°C
de bovenkant van de radiator…………………°C
het midden van de radiator:…………………..°C
de onderkant van de radiator:………………..°C
de afvoerbuis:………………………………………….°C
48
Stap 4: een testje
Opdracht 3: Draai de radiator een keer open en na ongeveer vijftien tellen weer dicht. Doe dit een aantal keren. Kun je horen of er iets gebeurt? Wat is dat, denk je? Antwoord: ………………………………………………………………… …………………………………………………………………
Lees: Als je een radiator aanzet, stroomt er warm water in. Dit verwarmt de metalen radiator. Deze geeft de warmte weer af aan de omgeving. De radiator geeft dus de warmte door: van het warme water naar de ruimte waarin de radiator staat. Het warme water raakt warmte kwijt. Het afgekoelde water gaat via de andere buis de verwarming weer uit.
49
Opdracht 5: Vul de juiste woorden in bij de pijltjes van de verwarming. Kies uit: buis met koud water / radiator / draaiknop / buis met warm water
Opdracht 6: De draaiknop regelt hoeveel water de verwarming instroomt.
Streep telkens de verkeerde woorden door in de volgende zinnen: 1. Voor de heetste stand is veel / weinig warm water nodig. 2. De draaiknop zet dan de buis helemaal dicht / open. 3. De draaiknop draait dan van de verwarming af / naar de verwarming toe. 4. Voor de laagste stand is veel / weinig warm water nodig. 5. De draaiknop sluit de buis bijna af. De knop draait naar de verwarming toe / van de verwarming af.
50
Tijd: 2 lesuren Aantal leerlingen: 2
De verwerkingsopdracht Denk eens aan: Na de opdrachten te hebben gemaakt, gaan jullie het volgende doen: De tijd tot aan de volgende techniekles over verwarming kunnen jullie aan de slag met de resultaten van de onderzoekjes die jullie deden.
posters PowerPoint digibord voorwerpen
Jullie gaan in de 2e bijeenkomst de rest van de groep vertellen (op Reggesteyn) wat je geleerd en ervaren hebt. Je mag hierbij van alles gebruiken en maken. Zorg ervoor dat jullie weten wie wat gaat doen tijdens de presentatie. Je moet de rollen goed verdeeld hebben. Tijd: ongeveer 10 minuten voor je presentatie Tijdens de presentatie komen er leerlingen van het 2e jaar Technasium van Reggesteyn kijken. Eén van die leerlingen gaat jullie begeleiden bij de laatste opdracht. Wat daarna de opdracht wordt hoor je die dag op Reggesteyn….SUCCES!! en vooral…veel energieke uren gewenst!
51
Leerkrachtenhandleiding…
Tijd: 2 x2 lesuren Aantal leerlingen: 2
6. Warm water door de radiator
In deze onderzoeksmodule onderzoekt de leerling de centrale verwarming Opbouw: 1. De eerste 4 stappen, 2. Daarna kan het tweetal aan de slag met de verwerkingsopdracht. deze opdracht wordt op de tweede techniekles over verwarming gepresenteerd aan de rest van de groep. Tijdens deze presentatie zijn er leerlingen van Reggesteyn aanwezig. Zij begeleiden de opdracht voor dag 3. 3. Dag 3: (samen met een leerling van Reggesteyn) wordt een opdracht aangeboden waarin de leerlingen alternatieven bedenken en onderzoeken om energie te winnen en te gebruiken. 4. Dag 4: eindpresentatie d.m.v. filmpjes De totale opdracht wordt in tweetallen gemaakt (aangevuld met Reggesteynleerlingen bij dag 2, 3 en 4).
Leerdoelen: De leerling kan: o o o o o
samenwerken iets vertellen over de werking van een radiatorknop iets uitleggen over de waterhuishouding in de radiator vertellen over z’n onderzoekservaringen nadenken over andere verwarmingsoplossingen
Materiaal: Nodig voor de onderzoeksopdracht ‘Warm water door de radiator’ zijn:
een werkende radiator met werkende radiatorknop een A4 notitiepapier pen/potlood
52
Tijd: 2x2 lesuren Aantal leerlingen: 2
7. Energie meten
nodig een meterkast met gas- en elektriciteitsmeter een A4 notitiepapier pen/potlood afrekening v/e jaar energie
wat ga je doen? Je gaat uitzoeken hoeveel elektriciteit en gas jouw school gebruikt.
53
Stap 1: de inleiding
Energie. Elektriciteit en gas kun je gebruiken om computers te laten werken, lampen te laten branden en water op te warmen. Je kunt zelf vast nog wel meer bedenken. We noemen elektriciteit en gas energiedragers. De computer, de lamp en de waterkoker of het gasfornuis zijn energiegebruikers. Energie is het woord dat we gebruiken voor de hoeveelheid ‘werk’ dat moet gebeuren om de computer te laten werken, de lamp te laten branden of het water aan de kook te brengen. Opdracht 1: Leg van onderstaande woorden uit of het energiebronnen zijn of energiegebruikers: benzine wind waterrad molenstenen auto helikopter boterham In deze les gaat het over elektriciteit en gas. Je gaat uitzoeken wáár je kunt zien hoeveel de school gebruikt en hoeveel dit dan is. Net als bij jouw ouders thuis is het voor de directeur belangrijk om te weten hoeveel energie er gebruikt wordt. Want daar moet je voor betalen bij de energieleverancier.
54
Stap 2: energie
Opdracht 2: Schrijf hieronder zoveel mogelijk apparaten uit school op die energie gebruiken. Overleg met elkaar. apparaat
Werkt op elektriciteit / gas:
55
Stap 3: de meters
Lees: In de meterkast wordt met een meter bijgehouden hoeveel elektriciteit en gas er verbruikt is. Een elektriciteits- en gasmeter zien er ong. zo uit:
2 elekriciteitsmeters (onder: met dag- en nachttarief)
in kWh (= kiloWattuur)
2 gasmeters
Energiemeters kunnen er verschillend uitzien. Een stroommeter kan werken met 2 meters: een dagen een nachtmeter. Nachtstroom is goedkoper dan de stroom die overdag gebruikt wordt. Misschien weet je of de wasmachine thuis ook soms ’s nachts draait.
in m³ (= kubieke meter)
56
Stap 4: op onderzoek uit
Je hebt papier en een pen nodig Ook moet je je meester of juf vragen of je de meterkast mag bekijken. Vaak zit deze op slot. Wist je al waar die meterkast was?
Opdracht 3: Schrijf de stand van de meters op. Begin van de les: Datum: Meterstand elektriciteit (teller 1) (teller 2)
Tijd:
(begin van de les)
A:
kWh (kilo Watt uur)
B:
kWh (kilo Watt uur)
Meterstand gas
C:
m³ (kubieke meter)
Datum: Meterstand elektriciteit (teller 1) (teller 2)
Tijd:
(eind van de les)
D:
kWh (kilo Watt uur)
E:
kWh (kilo Watt uur)
Meterstand gas
F:
m³ (kubieke meter)
Eind van de les:
Verbruik in dit lesuur: Verbruik elektriciteit: D – A samen met
kWh
E–B Verbruik gas D – C
m³
57
Opdracht 4: Vraag of je een energierekening mag zien, bijv. die van de school. Hoeveel elektriciteit heeft de school in een jaar gebruikt?
En hoeveel gas?
Hoeveel moet de school voor elke kWh betalen?
En voor elke m3 gas?
Hoeveel betaalt de school gemiddeld per maand aan energie?
Probeer eens te bedenken hoeveel jouw ouders elke maand moeten betalen voor de energie die jullie thuis gebruiken. Vraag maar eens na of je antwoord een beetje klopt!
58
Opdracht 5: Energie maken kost geld. Je hebt op de tv vast wel eens reclames gezien van energiemaatschappijen. Kunnen jullie er enkele noemen? Schrijf ze hieronder op: ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………
59
De verwerkingsopdracht
Na de opdrachten te hebben gemaakt, gaan jullie het volgende doen: De tijd tot aan de volgende techniekles over de meterkast kunnen jullie aan de slag met de resultaten van de metingen die jullie deden en nog doen.
Denk eens aan: posters PowerPoint digibord
Jullie gaan in de 2e bijeenkomst (op Reggesteyn) de rest van de groep vertellen wat je geleerd en gemeten hebt. De andere groepjes gaan ook presenteren, maar jullie zijn als eerste aan de beurt. Dan kunnen jullie daarna verder aan jullie vervolgmetingen. want de metingen stoppen pas op de 3e bijeenkomst. Je mag hierbij van alles gebruiken en maken. Misschien ook leuk om de anderen uitkomsten te laten raden over meet-uitkomsten… Zorg ervoor dat jullie weten wie wat gaat doen tijdens de presentatie. Je moet de rollen goed verdeeld hebben. Tijd: ongeveer 10 minuten voor je presentatie Tijdens de presentatie komen er leerlingen van het 2e jaar Technasium van Reggesteyn kijken. Eén van die leerlingen gaat jullie begeleiden bij de laatste opdracht. Wat daarna de opdracht wordt hoor je die dag op Reggesteyn….SUCCES!! en vooral…veel energieke uren gewenst!
60
Leerkrachtenhandleiding…
Tijd: 2 x 2 lesuren Aantal leerlingen: 2
7. ‘Energie meten’ In deze onderzoeks- en ontwerpmodule gaan leerlingen ontdekken wat energie is en hoe we de energie goed kunnen gebruiken en hoe we haar kunnen meten. Gekeken wordt ook naar alternatieven. Opbouw: 1. De eerste 4 stappen 2. Dag 2: Eerst een korte presentatie aan de rest over de metingen tot dan toe. 3. Dag 3: (samen met een leerling van Reggesteyn) wordt een opdracht aangeboden waarin de leerlingen alternatieven bedenken en onderzoeken om energie te winnen en te gebruiken. 4. Dag 4: eindpresentatie d.m.v. filmpjes De totale opdracht wordt in tweetallen gemaakt (aangevuld met Reggesteynleerlingen bij dag 2, 3 en 4).
Leerdoelen: De leerling kan: o o o o o
samenwerken vertellen wat z’n bevindingen zijn w.b. elektriciteit z’n ervaringen verwoorden vertellen hoe de meterkast werkt alternatieven bedenken voor de gangbare energie
Materiaal: Nodig voor de onderzoeksopdracht ‘Energie meten’ zijn:
een meterkast met gas- en elektriciteitsmeter een A4 notitiepapier pen/potlood
61
Tijd: 2x2 lesuren Aantal leerlingen: 2
8. Apparaten in school
nodig elektrische apparaten een A4 notitiepapier pen/potlood energieverbruikmeter
wat ga je doen? Je gaat op zoek naar elektrische apparaten binnen school. Je kijkt ook hoe je kan zien en meten hoeveel elektriciteit de school gebruikt
62
Stap 1: je eigen lokaal
Elektriciteit Met elektriciteit (stroom) kun je apparaten laten werken. Ze leveren dan energie (maar kosten dus ook energie!). In deze les ga je kijken welke voorwerpen en apparaten er zich in school bevinden en hoeveel energie de apparaten verbruiken. En hoe kom je te weten hoeveel stroom ze verbruiken? Opdracht 1: Kijk in je lokaal en schrijf op welke elektrische apparaten er zich bevinden. Kijk goed. Het zijn er vaak meer dan je denkt.
Let op !! Niet alle apparaten komen op dezelfde manier aan hun elektriciteit. Denk maar eens aan je digitale horloge en aan de wasmachine thuis. De stroombron is een andere.
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
63
Stap 2: de keuken
Opdracht 2: Als je school een keuken heeft zoek je die op en noteer welke apparaten zich in de keuken bevinden. (Is er geen keuken, ga dan naar een ruimte waarin zich veel apparaten bevinden die je nog niet zag in je lokaal)
-----------------------------------
-----------------------------------
-----------------------------------
-----------------------------------
-----------------------------------
-----------------------------------
-----------------------------------
-----------------------------------
-----------------------------------
-----------------------------------
-----------------------------------
-----------------------------------
64
Stap 3: het stroomverbruik
Lees: Hoeveel stroom een apparaat verbruikt willen we altijd graag te weten komen, want stroom gebruiken kost immers geld! Dit stroomverbruik staat vaak op een speciaal label. Op nieuwere apparaten staat dit met het volgende label: Kijk maar eens goed wat er allemaal op staat:
Vraagje: Welk apparaat is dit denk je? Een…………………………………………
?
Opdracht 3: Wat stellen de letters A t/m D voor? Omschrijf dit met je eigen woorden. (Kijk ook op internet) ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… Wat zouden je ouders liever thuis willen hebben: een koelkast met een A of eentje met een C? En waarom? Met een…………, omdat…………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………..
65
Stap 4: op onderzoek uit Opdracht 4a: Kijk nog eens naar het label van opdracht 3. hierop vind je ook hoeveel stroom het apparaat gebruikt per uur. In welke eenheid wordt dit uitgedrukt? In …………………… Hieraan kun je aflezen hoeveel stroom per uur er verbruikt wordt. Dus hoe hoger het getal, hoe meer stroom er per uur gebruikt wordt. Opdracht 4b: Je hebt een aantal apparaten opgeschreven bij opdracht 1 en opdracht 2. Het stroomverbruik hiervan gaan we verder onderzoeken. Schrijf die apparaten in de 1e kolom. Kijk of je van een van de apparaten makkelijk de stekker uit het stopcontact kunt halen. Doe dat en plaats tussen de stekker en het stopcontact de stroommeter/energiemeter die bij deze opdracht hoort. Noteer in de andere kolommen de gevraagde informatie. Laat je apparaat 3 minuten aan staan. Noteer dan de hoeveelheid kWh die gebruikt is. Doe dit met een aantal apparaten. Als je twijfelt of het mag….even vragen. apparaat
stroomverbruik in kWh
veel of weinig energie
1 2 3 4 5 6 7 8
66
Opdracht 5: Neem 2 of 3 van de genoteerde apparaten om verder te onderzoeken. Kies die apparaten die volgens jullie niet zo erg energiezuinig zijn. Kunnen jullie onderzoeken hoe je dit apparaat zou kunnen verbeteren, zodat het minder stroom verbruikt. Denk ook aan het volgende: soms kun je apparaten zuiniger laten zijn door ze minder onnodig te gebruiken. Kun je ook daar iets voor verzinnen (voorbeeld: Tijdens het tandenpoetsen bijv. kun je beter de kraan dichtdraaien om water te besparen). Het wordt steeds belangrijker de apparaten energiezuiniger te maken. Je bespaart geld, maar je spaart ook het milieu. Misschien kunnen jullie daar ook iets over vertellen. Denk heel creatief en overleg. Misschien kom hardop overleggend tot heel mooie ideeën. Gebruik ook internet hiervoor. TIP: Je mag al extra ook een apparaat van thuis onderzoeken met dezelfde vragen als bij opdracht 5+6. Zet hem dan ook maar in de tabel van opdracht 5. Veel Succes!!
67
De verwerkingsopdracht
Tot slot
Denk eens aan:
Na de opdrachten te hebben gemaakt, gaan jullie het volgende doen:
posters PowerPoint digibord
De tijd tot aan de volgende techniekles uit deze serie kunnen jullie aan de slag met de resultaten van de metingen die jullie deden en nog doen.
Jullie gaan in de 2e bijeenkomst de rest van de groep vertellen (op Reggesteyn) wat je geleerd en ervaren hebt. Maak je verhaaltje prettig om naar te luisteren en/of te kijken. Je mag hierbij van alles gebruiken en maken. Denk ook aan PowerPoint, echte apparaten, voorbeelden enz. Of aan tabellen. Zorg ervoor dat jullie weten wie wat gaat doen tijdens de presentatie. Je moet de rollen goed verdeeld hebben. Tijd: ongeveer 10 minuten voor je presentatie Tijdens de presentatie komen er leerlingen van het 2e jaar Technasium van Reggesteyn kijken. Eén van die leerlingen gaat jullie begeleiden bij de laatste opdracht. Wat daarna de opdracht wordt hoor je die dag op Reggesteyn….SUCCES!! en vooral…veel energieke uren gewenst!
68
Leerkrachtenhandleiding…
Tijd: 2 x 2 lesuren Aantal leerlingen: 2
8. ‘Apparaten in school’ In deze onderzoeks- en ontwerpmodule gaan leerlingen ontdekken wat energie is en hoe we de energie goed kunnen gebruiken en hoe we haar kunnen meten. Gekeken wordt ook naar alternatieven. Opbouw: 1. De eerste 4 stappen 2. Dag 2: Eerst een korte presentatie aan de rest over de ervaringen tot dan toe. 3. Dag 3: (samen met een leerling van Reggesteyn) wordt een opdracht aangeboden waarin de leerlingen alternatieven bedenken en onderzoeken om energie te winnen en te gebruiken. 4. Dag 4: eindpresentatie d.m.v. filmpjes De totale opdracht wordt in tweetallen gemaakt (aangevuld met Reggesteynleerlingen bij dag 2, 3 en 4).
Leerdoelen: De leerling kan: o o o o o
samenwerken vertellen wat z’n bevindingen zijn w.b. elektrische apparaten z’n ervaringen verwoorden vertellen over het stroomverbruik van apparaten alternatieven bedenken voor energiebesparingen
Materiaal: Nodig voor de onderzoeksopdracht ‘Apparaten in school’ zijn:
elektrische apparaten binnen school een A4 notitiepapier pen/potlood internet
69
Jouw Alternatieve Energie
Situatie tot nu toe Dag 1: Je hebt inmiddels met jouw team een onderzoek gedaan naar: * *
Elektriciteit bij jouw op school of De verwarming op school.
Voor beide heb je “natuurlijke energiebronnen” nodig die op zullen raken. Voor elektriciteit is dat : olie, gas of steenkolen en voor de verwarming meestal aardgas in je cv-installatie. Jouw cv-ketel zit meestal in de (bij)keuken/schuur/garage of zolder Dag 2: Op deze dag is er ook een Reggesteyn-leerling jullie team komen versterken. Jullie hebben alle onderzoeken en uitkomsten over verwarming en elektriciteit aan elkaar gepresenteerd. Daarna hebben jullie een lijst gemaakt van “alternatieve installaties”. Een installatie die gebruik maakt van alternatieve energiebronnen oftewel een bron die niet op kan raken zoals bijvoorbeeld zon of wind. Per groepje kreeg je één zo’n alternatieve installatie toegewezen. Voor de derde bijeenkomst heb je thuis informatie opgezocht en verzameld over deze installatie.
70
Dag 3: De Opdracht:
De directeur van jullie school wil graag dat jullie een advies aan hem uitbrengen over deze “alternatieve installatie”. Hij wil daarbij graag weten waar het systeem moet komen, hoe het werkt, hoe hij de installatie kan aanleggen en het kostendekkend is. Een antwoord op al deze vragen wil jullie directeur graag zien in een videopresentatie
Beetje info: Energieneutraal ‘onder de pannen’ Gebouwen hoeven netto niets te verbruiken Elk nieuw gebouw moet vanaf 2020 genoeg energie produceren om het energieverbruik door de bewoners te dekken, d.w.z. net zoveel produceren dan men gebruikt. Technisch geen probleem maar de bouwwereld kan wel een duwtje in de rug gebruiken. Ze heten nulenergiewoningen, energieneutrale woningen, balanswoningen, maar dat is allemaal van hetzelfde laken een pak. Het draait om gebouwen die zo zijn gemaakt, dat de gebruikers op jaarbasis geen energiekosten hebben om er comfortabel te leven. En leven betekent ook televisie kijken, internet en regelmatig een warme douche nemen.
71
Hoe gaan jullie te werk:
1. Jouw team bestaat uit 2-basisschool leerlingen en een Reggesteynleerling. 2. Thuis hebben jullie al informatie opgezocht over jullie installatie of systeem. 3. Aan de hand van de onderstaande vragen gaan jullie je alternatieve installatie uitwerken. Dit kan op papier of in de computer. 4. Jullie sluiten het project af met een videopresentatie. Het is handig om nu al te beslissen op welke wijze jullie dat willen doen. Voorbeelden zie je hieronder!!! 5. Let bij het maken van de videopresentatie op de volgende eisen. a. De video is: -
maximaal 3 minuten lang geupload via.. gemaild als bijlage naar …………………………. uiterlijk op……………………………….
b. De video bevat: -
Een uitleg over jullie installatie De voor- en nadelen ervan voor de school Welke aanpassingen en verbouwingen nodig zijn voordat de school de installatie kan gebruiken De verwachte opbrengst van de installatie (hoeveel elektriciteit of gas kan deze leveren of besparen?) Een eindadvies aan de directeur van de school: doen of niet doen?
Tip: Hoe kun je een videopresentatie leuk maken? Poster Toneelstuk Tekeningen laten zien. Om de beurt iets vertellen. Op de computer iets laten zien.
72
Informatie om thuis uit te zoeken (tussen dag 2 en 3): 1. Welke “energievorm”gaan jullie uitzoeken en uitwerken? (gekregen op dag 2) 2. Ga na welke soorten/vormen er zijn van ‘jullie’ energievorm. Ontdek de verschillen. Maak binnen jullie team een keuze voor één. 3. Zorg dat jullie goed begrijpen hoe het systeem werkt. Verzamel tekeningen en plaatjes waarmee
jullie dit kunnen uitleggen. 5. Geef aan welke voordelen en nadelen jullie systeem heeft . Probeer er ongeveer 4 te noemen. 6. Geef aan hoe jullie systeem op school kan worden toegepast? Oftewel : Waar komt jullie installatie te staan? Welke verbouwing moet er volgens jullie plaatsvinden? Waar lopen de leidingen/buizen? 7. Probeer er achter te komen:
Welke kosten moet je maken om het systeem te plaatsen? Welke besparing levert het systeem de school op
Klaar !!!!!! Checklist van de Videopresentatie aan jullie directeur/begeleider: * * * * *
Uitleg over jullie systeem De voor- en nadelen van jullie systeem Aanpassing en verbouwingen Opbrengst van jullie systeem Haalbaarheid.
73