Startpagina / Samenvattingen / H3 Energie / vloeistof-elektrisch-water

Energie - Rekenen - Verwarmen

18 belangrijke vragen over Energie - Rekenen - Verwarmen

AKies de twee energiesoorten aan waarop de warmtebronnen werken die je thuis gebruik

Chemische energie
electrische energie

Geef aan welke energieomzetting plaatsvindt in de ketel van de centrale verwarming.chemische of elektrische

Chemische energie

CWaarom zijn de pijlen in een energiestroomdiagram links en rechts even hoog?

Bij een omzetting van energie gaat geen energie verloren.

Bekijk de afbeelding van de calorimeter.

a
Beschrijf op welke manier het water in een calorimeter wordt verwarmd.

Door elektrische energie door een draad te laten lopen, wordt de draad warm. Het water dat zich rondom de draad bevindt, wordt zo ook verwarmd.

Beschrijf hoe wordt voorkomen dat er warmte uit de calorimeter weglekt.

De calorimeter is goed geïsoleerd en afgesloten met een deksel.

Beschrijf wat je moet doen om de warmte zo gelijkmatig mogelijk te verdelen.

Je verdeelt de warmte door het water steeds te roeren.

In figuur 7 zie je drie warmtebronnen.

a
Schrijf van elke warmtebron op welke brandstof erin wordt verbrand.

a: aardgas
b: kaarsvet, waxine
c: hout

Gebruik bij deze opdracht figuur 8 in het boek of download het werkblad.
NOVA_3_HV_H3_p2_opdr4_werkblad.pdf

Bekijk de waterkoker in figuur 8.
a. Teken in figuur 8 een energiestroomdiagram.
b. Schrijf in de pijlen van het energiestroomdiagram hoe de energiesoort heet:
• die de waterkoker opneemt;
• die de waterkoker afgeeft.

Zie plaatej

Gebruik bij deze opdracht figuur 9 in het boek of download het werkblad.
NOVA_3_HV_H3_p2_opdr5_werkblad.pdf
Epke verwarmt 100 mL water met een brander. Om de 30 s meet hij de temperatuur. In het diagram in figuur 9 is een grafiek van zijn meetresultaten afgedrukt.

Daarna verwarmt Epke 150 mL water. De gasbrander brandt met een even grote en hete vlam als de eerste keer. Ook nu meet hij om de 30 s de temperatuur.

Hoelang duurt het opwarmen tot het kookpunt nu? Schets in de figuur de grafiek van deze proef met 150 mL water.

Bij de tweede proef is er 1,5× zo veel water, dus het opwarmen tot het kookpunt (100 °C) duurt ook 1,5× zo lang: 1,5 × 4 min = 6 min.

Leontien heeft 150 g water verwarmd in een calorimeter. In figuur 10 zie je de grafiek die ze van haar proef heeft gemaakt.
Zie de vaardigheid Werken met machten van 10.

a
Bereken hoeveel warmte het water in 15 minuten opneemt.

m = 150 g
ΔT = Teind − Tbegin = T15 min − T0 min = 35 − 10 = 25 °C
Q = c ∙ m ∙ ΔT = 4,2 × 150 × 25 = 1,6∙104 J (16 kJ)

Je uitkomst bij opdracht b zal iets te laag zijn, vergeleken met het werkelijke vermogen.

c
Waaraan ligt dat?

Niet alle warmte die de calorimeter produceert, zal door het water worden opgenomen.

Jos heeft eerst 100 g van vloeistof A in een calorimeter verwarmd en daarna 100 g van vloeistof B. Hij heeft in beide gevallen hetzelfde verwarmingselement van 12 W gebruikt. In figuur 11 zie je de grafieken die hij van de twee proeven heeft gemaakt.

a
Welke vloeistof heeft de grootste soortelijke warmte? Waaraan zie je dat?

Bijvoorbeeld: vloeistof B stijgt onder dezelfde omstandigheden minder in temperatuur dan vloeistof A. Dat betekent dat vloeistof B voor dezelfde temperatuurstijging meer warmte nodig heeft dan vloeistof A. Anders gezegd: vloeistof B heeft de grootste soortelijke warmte.

BWelke van deze twee vloeistoffen zou water kunnen zijn? Licht je antwoord toe met een berekening.

vloeistof A
vloeistof B
geen van beide vloeistoffen
beide vloeistoffen

Vloeistof B

Het verdampen van de koelvloeistof in de warmtepomp vindt plaats bij een lage druk.

b
Leg met het deeltjesmodel uit dat het verdampen sneller kan gaan als de druk laag is.

Bij lage druk kunnen de deeltjes gemakkelijker verder uit elkaar gaan. De deeltjes trekken elkaar dan minder aan, en de ammoniak zal sneller verdampen (gasvormig worden).

Bij verdampen moeten de deeltjes die elkaar aantrekken verder uit elkaar worden ‘getrokken’. Dit kost energie (warmte). Bij condenseren geldt het omgekeerde.
De gemiddelde snelheid van de deeltjes (de temperatuur) neemt echter in beide gevallen niet toe.

Ook als het heel koud is bewegen de deeltjes nog, dus bevat de lucht nog energie. Alleen bij de allerlaagste temperatuur (−273 °C) staan de deeltjes stil en kun je er geen energie meer aan onttrekken.

In het huis in figuur 6 stroomt per seconde 12 L water uit een beekje langs de buizen buiten de woning. De begintemperatuur van het water is 6,3 °C. De verdampende ammoniak neemt hierbij per seconde 21 kJ warmte van het water op.
Warmtepompen worden vaak vergeleken op basis van hun Coefficient of Performance of kortweg COP. De COP is de verhouding tussen de totale hoeveelheid afgegeven warmte en de verbruikte elektrische energie.

b
Bereken de COP van de warmtepomp.

Zie plaatje

Hoe groot is de COP van een elektrische straalkachel?

Alle elektrische energie die de straalkachel verbruikt wordt uiteindelijk in de vorm van warmte aan de woning afgegeven. De verhouding tussen afgegeven warmte en verbruikte elektrische energie is altijd 1.

Leg uit welk groot voordeel deze warmtepomp heeft, vergeleken met een straalkachel met hetzelfde elektrische vermogen.

De warmtepomp levert voor elke verbruikte 7,0 kW elektrische energie vier keer (28 kW) zoveel warmte aan de woning.
De straalkachel levert voor elke verbruikte 7,0 kW elektrische energie slechts 7,0 kW aan warmte aan de woning.

De vragen op deze pagina komen uit de samenvatting van het volgende studiemateriaal:

H3 Energie

Bekijk samenvatting

Een unieke studie- en oefentool
Nooit meer iets twee keer studeren
Haal de cijfers waar je op hoopt
100% zeker alles onthouden

Onthoud sneller, leer beter. Wetenschappelijk bewezen.

Studiemateriaal generieke omslagafbeelding

Energie - Rekenen - Verwarmen

18 belangrijke vragen over Energie - Rekenen - Verwarmen

AKies de twee energiesoorten aan waarop de warmtebronnen werken die je thuis gebruik

Geef aan welke energieomzetting plaatsvindt in de ketel van de centrale verwarming.chemische of elektrische

CWaarom zijn de pijlen in een energiestroomdiagram links en rechts even hoog?

Bekijk de afbeelding van de calorimeter.aBeschrijf op welke manier het water in een calorimeter wordt verwarmd.

Beschrijf hoe wordt voorkomen dat er warmte uit de calorimeter weglekt.

Beschrijf wat je moet doen om de warmte zo gelijkmatig mogelijk te verdelen.

In figuur 7 zie je drie warmtebronnen.aSchrijf van elke warmtebron op welke brandstof erin wordt verbrand.

Leontien heeft 150 g water verwarmd in een calorimeter. In figuur 10 zie je de grafiek die ze van haar proef heeft gemaakt.Zie de vaardigheid Werken met machten van 10.aBereken hoeveel warmte het water in 15 minuten opneemt.

Je uitkomst bij opdracht b zal iets te laag zijn, vergeleken met het werkelijke vermogen.cWaaraan ligt dat?

BWelke van deze twee vloeistoffen zou water kunnen zijn? Licht je antwoord toe met een berekening.vloeistof Avloeistof B geen van beide vloeistoffenbeide vloeistoffen

Het verdampen van de koelvloeistof in de warmtepomp vindt plaats bij een lage druk.bLeg met het deeltjesmodel uit dat het verdampen sneller kan gaan als de druk laag is.

Bij verdampen moeten de deeltjes die elkaar aantrekken verder uit elkaar worden ‘getrokken’. Dit kost energie (warmte). Bij condenseren geldt het omgekeerde.De gemiddelde snelheid van de deeltjes (de temperatuur) neemt echter in beide gevallen niet toe.

Hoe groot is de COP van een elektrische straalkachel?

Leg uit welk groot voordeel deze warmtepomp heeft, vergeleken met een straalkachel met hetzelfde elektrische vermogen.

Samenvattingen die gerelateerd zijn aan Energie - Rekenen - Verwarmen

H3 Energie

Geschiedenis H1 Nederland 1813 - 1900

Aardrijkskunde H1 De VS in beeld

Natuurkunde H2 Krachten

Biologie H9

Geschiedenis H2

Aardrijkskunde H2 Nederland in 2050

Biologie H13

Natuurkunde H4

Geschiedenis H3 WO I

Aardrijkskunde H4 Het Verenigd Koninkrijk v…

Geschiedenis H6 WO II