Samenvatting natuurverkenning Energie (31955)

Samenvatting natuurverkenning ‘Energie’
In dit boekje ging het over de volgende onderwerpen:
1.
2.
3.
4.
Wat is energie?
Verbranding
Voeding
Wat is duurder, aardgas of
elektriciteit?
5. Duurzame energiebronnen
6. Energieverbruik en energiebesparing
7. Rekenopdrachten
Wat is energie?
Energie is in ons leven heel belangrijk. Alleen het kan opraken, daarom moeten we allemaal helpen
om zuinig er mee om te gaan. Als we spreken over energie van een mens, is het energie om arbeid te
kunnen verrichten.
Energie komt altijd van een bron vandaan. Op blz. 8 heb je een paar bronnen moeten invullen. De
zon is de bron van bijna alles. de zon staat wel 150 miljoen kilometer van de aarde vandaan en is van
de buitenkant 6000 graden Celsius heet. De binnenkant 15miljoen. Zonder zon zouden er hier geen
planten en dieren zijn en ook geen voedsel. Dus geen leven! Als planten niet kunnen leven kunnen
wij er onze voedingsstoffen niet uit halen. Een belangrijke voedingsstof is glucose.
In bladeren zit zetmeel dat gingen we aantonen in de volgende proef: we hebben een bekerglas met
kokend water gevuld en daar een blaadje in gedaan, die de afgelopen dagen een deel bedekt was
met zwart papier, waardoor er geen zonnestralen konden komen. 1 minuut lang deden we dit. We
haalden het er toen uit en deden het opgerold in een reageerbuis met alcohol. We zetten deze
reageerbuis in een waterbad, 5 minuten lang, op 70 graden. De alcohol ging koken en de groene stof
van de bladeren loste op. We haalde de alcohol eruit en rolde het blad open. We spoelden hem af en
op het blad deden we jodium. Op de plekken waar geen zwart papiertje had gezeten, werd het zwart,
daar heeft dus zetmeel gezeten.
Een plant heeft water nodig om te groeien. Het water gaat via de wortels naar het blad. daar wordt
ook koolstofdioxide door de plant opgenomen. Door zonlicht worden die twee stoffen, water en
koolstofdioxide aan elkaar gekoppeld en omgezet in glucose. Als afvalstof geeft het blad zuurstof af
aan de lucht. Als de plant teveel glucose heeft gemaakt voor 1 dag dan wordt het omgezet in zetmeel
en opgeslagen. Als de plant dan een keer te weinig glucose heeft, dan wordt het zetmeel weer
omgezet in glucose en heeft de plant weer voedsel! Dit proces noemen we fotosynthese! (foto =
licht, synthese =iets maken, omzetten)
In de oertijd werd er ook al energie gebruikt, alleen een ander soort energie: een vuurtje steken,
afschieten van pijlen, afzakken van de rivier. Een belangrijke krachtbron in de tijd waren de spieren,
nu nog. Maar hier was de zon al het belangrijkst, want de zon liet de planten groeien!
Met de komst van moderne apparaten zijn er ook nieuwe energiebronnen gekomen: steenkool,
aardolie en aardgas. Dit zijn fossiele brandstoffen: plantenresten die zich door zuurstofgebrek niet
konden verteren. Op blz. 14 zie je de lage die door de tijd zijn ontstaan. Veen is ontstaan door
bladeren van bomen van oerbossen. Er werd op die laag zand, klei en kalksteen gegooid, waardoor
het lucht dicht werd. Door de druk naam de tempratuur toe. Uit het afgestorven plantenmateriaal
ontsnapte harsen, water en gas. Er bleef toen koolstof over. Door de druk ontstond er eerst
bruinkool en daarna steenkool. Dit heet inkoling. Het gas zocht het hogerop. Soms werd het gas
afgesloten door poreus gesteente. Het gas hoopte zich op in de holtes. Er ontstond toen niet alleen
olie, maar ook weer gas. Dit olie en gas kwam soms terecht in poreus gesteente, dat goed was
afgesloten. Bovenin het gesteente bevindt zich gas, dan olie en dan water. Deze volgorde komt
doordat wat licht is bovenop komt en wat zwaar is onderop. Op blz. 18 zie je een samenvatting.
Verbranding
Bij brand zijn er niet alleen maar vlammen en rook kijk maar eens. De 5 verbrandingsverschijnselen
zijn: 1. Er komt warmte vrij 2. Er zijn vlammen te zien 3. Er zijn vonken te zien 4. Er is rook te zien 5.
Er blijven asresten over.
Bij verbranding zijn er 3 dingen nodig: 1.Een brandstof. 2.Genoeg zuurstof
3.Ontbrandingstempratuur moet aanwezig zijn. Ontbrandingstempratuur is de begintempratuur die
nodig is om iets te laten branden. Als je een lucifer op je tafel legt, heb je iets brandbaars en zuurstof,
maar je moet langs het doosje strijken om bij de juiste ontbrandingstempratuur te komen. Als de
brandstof weer onder die tempratuur komt, gaat die uit.
Verbranding betekend dat een stof reageert met zuurstof. Een andere naam is oxidatie. Bij oxidatie
van fossiele brandstoffen ontstaat er kolstofdioxide. Dat is gas wat in de lucht zit. Om koolstofdioxide
aan te tonen heb je helde kalkwater nodig. Je moet de dioxide en het kalkwater goed in contact laten
komen daarom gebruiken we een wasfles. (zie pag. 21) in het ene buisje gaat het gas naar binnen, uit
de andere komt het gas er weer uit. In het proefje heb je aangetoond dat er in uitgeademde lucht
koolstofdioxide zit. Bij het zuigen werd de stof niet troebel, dat betekend geen koolstofdioxide, maar
er zit wel koolstofdioxide in de lucht, alleen zo weinig dat het kalkwater het niet kan aantonen. Een
stof waarmee je iets kan aantonen noem je een reagens. Als je er maar 1 stof mee kan aanwijzen is
het een selectief reagens. Kalkwater kan alleen grote hoeveelheden koolstofdioxide aantonen. Het is
geen gevoelige reagens.
In het volgende proefje heb je in een petrischaaltje een kaarsje gedaan met water. Je hebt het
kaarsje aangestoken en er toen een bekerglas opgezet. Het kaarsje ging uit en er ontstond damp op
de want van het bekerglas: waterdamp. In de plek van het zuurstof kwam water, waardoor het
kaarsje ging drijven. Voor verbranding heb je zuurstof en een brandstof nodig, die worden omgezet
in water en kolstofdioxide. Als het water wat erin het begin inzat, kalkwater was, dan had dat
kalkwater troebel geworden, want er was koolstofdioxide ontstaan.
Een volledige verbranding wil zeggen dat alles goed is verbrandt. Bijv. bij de vorige proef ontstaat er
water en co² doordat er zuurstof bij aardgas komt, komt er te weinig zuurstof bij dan ontstaat er
alleen water: onvolledige verbranding. Er kan dan roet en koolstofmonoxide ontstaan (CO) deze stof
heeft 3 eigenschappen: 1. Kleurloos 2. Reukloos 3. ZEER GIFTIG! Het is giftig omdat het aan rode
bloedcellen gaat vastzitten. Hier door worden de rode bloedcellen onwerkzaam gemaakt. Op blz 23
zie je een voorbeeld van 2 gestikte meisjes.
Om een brand te blussen moeten de verbrandingsvoorwaarden niet langer allemaal aanwezig zijn. Je
kan bijvoorbeeld de brandstof scheiden van het zuurstof: bijvoorbeeld door er een branddeken over
te gooien, schuimblusapparaten gebruiken of poederblussers. Je kan er ook voor zorgen dat de
ontbrandingstempratuur niet wordt gehaald. Bij felle branden laat men hem uitwoeden, de
omliggende gebouwen worden dan nat gehouden.
Voeding
Eten is voor de mens heel belangrijk, er zit energie in dat er voor zorgt dat je lichaam op tempratuur
is en spieren laat bewegen. Het voedsel wordt verteerd. Het wordt zo klein gemaakt dat het in je
bloed kan worden opgenomen. Het verteerde voedsel komt in je cellen, waar er verbranding plaats
vind. Dus energie.
Producten die je kan eten noemen we voedingsmiddelen. Het voedingsmiddel bestaat uit
verschillende voedingsstoffen. Dit zijn de 6 voedingsstoffen: koolhydraten, vetten, eiwitten,
vitamines, mineralen en water.





Koolhydraten en vetten: hier bij horen zetmeel en glucose en suiker. Het zijn brandstoffen en
zorgen dus voor energie.
Eiwitten: eiwitten bestaan uit aminozuren. De spijsvertering breekt ze af tot individuele
aminozuren. Sommige eiwitten worden door het mens gemaakt. Eiwitten zijn bouwstoffen.
Ze spelen een rol bij groei en herstel van het lichaam en de spieropbouw. Ze kunnen niet
worden opgeslagen in ons lichaam. Bij een teveel gaan we ze gebruiken als brandstof. Eiwit
zit in vis, vlees, kwark, noten, sojabonen en eieren.
Mineralen: mineralen zijn regelende stoffen. Zout is een mineraal. Het zijn ook bouwstoffen.
Onze beenderen hebben kalkzout nodig, ons bloed ijzerzout. Mineralen zitten in groente en
fruit. Kalkzouten zitten in melk.
Vitaminen: vitaminen zitten in groente en fruit en hebben ook regelende functies. Als we te
weinig hulstoffen eten worden we ziek.
Water: water is een bouwstof, maar wordt ook gebruikt als oplosmiddel en transportmiddel
gebruikt. Ons lichaam bestaat uit 60% water.
Gezond eten is ook erg belangrijk. Eet je niet gezond kunnen je bloedvaten dichtslibben en kan je een
hartinfarct krijgen. Overgewicht geeft ook meer kans op suikerziekte, hoge bloeddruk, kanker en
gewrichtsaandoeningen. Hele dikke mensen hebben kans op ademhalingsproblemen,
onvruchtbaarheid en psychische of sociale problemen. Gevarieerd eten is ook belangrijk.
Ondergewicht is ook niet goed. Ondergewicht heeft te maken met anorexia nervosa. Letterlijk
betekend dat gebrek aan eetlust door nerveuse oorzaken. Deze mensen willen niet eten omdat ze
extreem gemotiveerd zijn om aftevallen. De gevolgen zijn groot: door een verstoorde
hormoonhuishouding kan de menstruatie verstoord raken of stooppen. Dit heeft gevolgen voor de
vruchtbaarheid. Het zorgt ook voor botontkalking, waardoor je meer breuken kan krijgen.
Om te laten zien wat je moet eten is de schijf van 5 opgericht. Iedere dag moet je iets uit die schijf
eten. Vak 1 (mineralen en vitamine) is groente en fruit. Zij leveren mineralen en vitamine. Groente en
fruit bevatten weinig energie, maar veel voedingsstoffen. Veel eten van groente en fruit verlaagd de
kans op kanker en hart en vaatziekten. Vak 2 (koolhydraten) is brood, granen, aardappelen, rijst,
pasta en peulvruchten. Deze bevatten veel voedingsstoffen en niet teveel energie. Vak 3 (eiwitten) is
zuivel, vlees(waren), vis, ei en vleesvervangers. Zij zorgen voor vitaminen, mineralen en eiwitten. Vak
4 (vetten) is vetten en olie. Zij zorgen voor vitamine A, D en E en belangrijke vetzuren. Vak 5 (water)
is dranken. Dat levert vocht en dat is heel belangrijk!
Je hebt verzadig- en onverzadigd vet. verzadigd zijn van dieren afkomstig. Onverzadigd van planten.
Verzadigd geeft een grotere kans op hart en vaatziekte. Dit zit in vloeibare bak- en braadproducten.
Ook in vis. Het verhoogd je cholesterol gehalte. Cholesterol is een bouwstof voor de opbouw van
lichaamscellen, voor de productie van hormonen en voor de spijsvertering. Het lichaam maakt het
zelf, vooral in lever. Te veel is niet goed, dit zorgt ervoor dat je kan dichtslibben.
Sommige mensen zijn vegetarisch. 1 van de reden om dat te worden is door energieverlies: de dieren
eten de planten op, die de zon energie geeft. Maar als jij de planten op eet is dat een kortere weg,
dan dat het via vlees gaat. Door voedsel tekorten kan je je afvragen of vlees eten verantwoord is. in
vlees zitten eiwitten, ijzer en vitamine B. vegetariërs moeten er voor zorgen dat ze wel genoeg van
deze stoffen binnen krijgen. B-12 zit in dierlijke producten zoals kaas, melk en eieren.
Wat is duurder, aardgas of elektriciteit?
Van 3 brandstoffen, aardgas, aardolie en steenkool, uit H1 gaan we aardgas bekijken
In 4.1 heb je gekeken hoeveel geld het kost om 1 liter water aan de kook te brengen met aardgas. Als
we moeten opschrijven hoeveel aardgas doen we dat in kubieke meter en –decimeter. Dit ziet er als
volgt uit:
M³
dm³
Proefje: (zie opstelling blz. 37) We staken de brander aan en brachten het water aan de kook
(200ml). Toen die aan de kook was deden we de brander uit. We zagen toen dat er 0,015 M³
(ongeveer) gas is gebruikt. Dus voor een liter water 0,075 M³. 1m³ gas kost 0,66. Dus voor 1 liter
water aan de kook brengen met gas betaal je ongeveer 5 cent.
We hebben ook thuis gekeken hoeveel we zelf in een week gebruikte en uitgerekend hoeveel dat
kostte.
Niet alleen aardgas gebruiken we, maar ook elektriciteit. Elektriciteit wordt op de volgende manier
gemaakt: voor het maken van elektriciteit gebruiken we stoom. We verbranden iets, zoals hout,
kolen of gas. Er komt hier warmte vrij en dat laat water verdampen, wat zorgt voor stoom. De stoom
brengt de tribune in beweging, die is verbonden met de elektrische generator (dynamo). Die wordt
hiermee aangedreven en zo wordt elektriciteit gemaakt. (opstelling zie: blz. 38)
Elektriciteit schrijven we in de volgende tabel op:
Elektriciteit wordt gemeten in kWh (kilowattuur (kilo Watt/hour)
tegenwoordig staat er op het doosje van een lamp het aantal LUMEN. Dat geeft aan hoeveel licht de
lamp schijnt. Het Wattpercentage staat vaak in de kleine lettertjes.
Hoe meer Watts hoe hoger het energieverbruik. De tijd speelt ook een belangrijke rol. Om te
berekenen hoeveel kilowattuur je hebt verbruikt, gebruik je de volgende formule: E = P X t. (E=
kilowattuur, P = Watt, t = uur) op blz. 40/41/42/68/69 kan je oefenen. Thuis verbruiken we ook veel
energie. Onze energie wordt omgezet in bewegings-, licht- en warmte geluid. Voor licht gebruiken we
15-100 Watt, voor beweging 100 tot 200 Watt en voor warmte gebruiken we 1000 tot 3000 Watt.
In 4.6 zijn we gaan kijken hoeveel het kost om 1 liter water te koken met elektriciteit. De kWh meter
geeft aan hoeveel kWh wij verbruiken. Wanneer wij onder 1 kWh zitten hebben we andere methode
nodig. Achter het grote glas op de meter, zit een klein glaasje, daarachter zit een schijf. Daarop zit
een strip. Wanneer wij de energie meten dan gaat de schrijf draaien. Als we de aantal
omwentelingen tellen en dat delen door 1200 weten we het kWh percentage. Zie een voorbeeld op
blz. 44. het proefje ging als volgt: We gebruiken voor het meten een dompelaar, die mogen we nooit
aansluiten als die niet in het water zit! We deden 200 ml water in een bekerglas en maakte die met
de dompelaar aan de kook door het te verwarmen. Tijdens het verwarmen telde we het aantal
omwentelingen van de schijf. Het waren 25 Omwentelingen. Voor 1 kWh heb je 1200 omwentelingen
nodig. We hadden dus 25:1200 = 0,020 kWh nodig om de 200 ml te verwarmen. Voor 1 liter dus 0,1
kWh. Elektriciteit kost 0,23 cent per kubieke meter. Dus 0,1 X 0,23 = 0,023 euro. Dus ongeveer 2 cent
Bij aardgas was het ongeveer 5 cent
DUS (volgens onze proef) IS elektriciteit GOEDKOPER! Toch is aardgas goedkoper, maar bij het
verwarmen van water met aardgas is er veel energie verloren gegaan door veel warmte naar de
omgeving gaat en niet naar het verwarmen. Elektriciteit is duurder, omdat voor het maken van
elektriciteit, eerst aardgas aanwezig moet zijn (of iets anders) om gas te krijgen, wat omgezet kan
worden in elektriciteit!
Duurzame energiebronnen
In H5 ging het over duurzame energiebronnen. Schone energie winning is heel belangrijk en krijgt
veel naadacht: 1. Duurzame energiebronnen zijn bronnen die niet op kunnen raken. 2. De gaskranen
die dicht worden gedraaid door Rusland. Een aantal jaren geleden ging men opzoek naar alternatieve
energiebronnen. Dat was niet veel. Nu is er veel meer, vooral doordat in Amerika de productie van
olie daalt, door de vele orkanen. Doordat in Rusland de kranen worden dichtgedraaid, worden de gas
prijzen stijgen, waardoor duurdere alternatieve toch rendabel (winstgevend) worden.
We gaan nu kijken naar 7 energiebronnen:
1. Zonne-energie: om de energie van de zon goed te benutten, kunnen we zonnecellen of
zonnecollectoren gebruiken. Zonnecellen werden eerst alleen in de ruimte gebruikt en op
kleine schaal geproduceerd, maar nadat het op grotere schalen werd geproduceerd, zijn de
opbrengsten steeds meer rendement geworden. Ze hebben nu ook een soort plasticfolie
uitgevonden, dat je kan uitrollen en dus ook makkelijk kan meenemen. Bij zonnecollectoren
wordt water verwarmd. Het zijn schuine daken met grote glasplaten (hoe groter het
oppervlak, hoe meer energie hij kan opvangen) het zijn grote, zwarte, metalen bakken met
leidingen, waar water doorheen stroomt. Hiervoor zit een glasplaat (voor de wind en de door
gevolgen van het broeikaseffect wordt het water langer warm gehouden) de kleur si meestal
zwart, (zie proef 5.2) want die vangt het meeste licht op.
2. Waterenergie: wanneer waterdeeltjes omhoog naar de zon willen, verdampen ze. Ze worden
zo licht dat ze door de luchtdeeltjes, die ook omhoog willen, worden gedragen. Die enorme
drukte van lucht- en waterdeeltjes noemen we een hoge luchtdruk. Wanneer de
luchtdeeltjes er genoeg van krijgen, gaat het waaien, de waterdampdeeltjes vormen weer
druppels: condenseren. Er komen dan wolken of het gaat misten en dan begint het te
regenen. Het water komt dan uiteindelijk weer in de oceaan. De zon laat dus de wind waaien
en het water stromen. Dat gevallen water wordt opgeslagen in stuwdammen. Het vallende
water uit de stuwdammen wekt energie op. (blz. 51) in nederland wordt het weinig gebruikt.
3. Windenergie: er komen nieuwe modellen en ontwerpen, ingewikkelde apparaten die de
wind opvangen: windmolens. Er zijn windmolens nodig in ons land. Wel 500 van een
kilometer hoog aan de Noordzee, zou aan onze eisen voldoen.
4. Kernenergie: Nederland heeft 1 kernenergiecentrale. Die ligt in Borssele. De energiebron
van kernenergie is uranium en plutonium (radioactieve stoffen) radioactieve stoffen,
zenden stralen uit, die al in kleine hoeveelheid gevaarlijk is. wij kunnen de stralen niet
opmerken. Bij de werkzaamheden ontstaat radioactief afval. Dat blijft heel lang gevaarlijk.
Dus je moet het goed opbergen. Er zijn nog geen oplossingen om dit afval te opslaan.
5. Biomassa: biomassa is eigenlijk gewoon gerecycled afval. Het kan bestaan uit bijv. snoeihout,
sloophout, zuiveringsslib, mest en papierafval. In een biogasinstallatie wordt de biomassa
onder de grond gestopt. Het afval gaat rotten. De gassen die vrijkomen bij de rotting,
biogassen, worden opgevangen en gebruikt als brandstof bij elektriciteitscentrales. Biomassa
kan je ook verbranden in verbrandingsinstallaties. Een deel van de warmte wordt dan
omgezet in elektriciteit. Het andere deel wordt gebruikt om de gebouwen te verwarmen. Als
we energie verbranden hebben we duurzame energie en we zijn van het afval af!
6. Getijdenenergie: deze winning heeft te maken met eb en vloed. Bij vloed wordt het water
achter dammen opgevangen en bij eb laten we het water via tribunes teruglopen. De
tribunes gaan draaien en er wordt energie opgewekt. Nadelen: eb en vloed is maar om de 12
uur, metaal roest snel in zout water. Dus het wordt duur, de energiecentrales verstoren het
leefruimte van zeewezens die aan het eb en vloed ritme zijn gewend. In de Westerschelde is
ook zoiets, alleen daar maken ze gebruik van de stroming.
7. Geothermische energie: diep in de aarde zit warm water, wat is verwarmt door de zon,
wanneer we daar buizen leiden naar dat warme water, kunnen we er koud water door heen
laten lopen, wat dan warm wordt. Nu hebben we dus warm water. In Nederland wordt het
niet veel gebruikt, door de hoge kosten. In Nederland gebruiken we wel zogenaamde
warmtewisselaars, die warmte onttrekken uit de aardbodem, om woning te kunnen
verwarmen. In de zomer kunnen we deze installatie andersom laten werken: je laat de
warmte uit je huis, de aarde ingaan. In Nederland is het nog niet erg bekend dit.
Energieverbruik en energiebesparing
Industriële landen verbruiken veel energie. Wij met elkaar verbruiken tien keer zoveel meer dan de
rest van de wereld, maar door de economische groei, vooral in Azië, hebben we meer energie en
grondstoffen nodig. We merken du dat dit steeds schaarser wordt. Als we kijken naar de kaart op blz.
59, zien we dat de arme landen het minst gebruiken, wanneer zij meer energie ter beschikking
hebben, zal de welvaart toenemen. Helaas willen mensen steeds meer gaan verbruiken, maar de
energiebronnen raken op, we hebben dus een energieprobleem. Wetenschappers zoeken nieuwe,
veiligere manieren voor energie opwekken. De zon geeft genoeg energie, maar hoe maken we die
bruikbaar? Tot de tijd dat dit is uitgevonden, moeten we energiebewuste gaan leven. 20%
aardolie/gas gaat naar huishoudens. Zuiniger lever helpt dus. In 6.3 hebben we gekeken hoe zuinig
wij leven. Veel mensen laten energie ontsnappen, door muren, ramen, vloeren en daken
ontsnappen. Door je huis goed te isoleren, kan je dit voorkomen en verbruik je dus minder energie.
In 6.5 hebben we onderzocht wat het effect is van dubbel glas en tempex. We zagen dat water veel
langer water bleef, dan in enkel glas. Tempex werkte het beste bij ons. Zie blz. 64/65
Rekenopdrachten
-


Kunnen:
reken met de formule E = P X t (t = E :
P, P = E : t)
berekeningen op kunnen schrijven.
Kosten kunnen berekenen
-
Basis dingen die je moet snappen voor het rekenen:

snap dit:





Aantal omwentelingen uitrekenen
Dm³ uitrekenen voor een aantal kWh
Berekenen hoeveel het aantal m³ kost
Eenheden omrekenen.
E
P X t


1 kW(h) = 1000 W(h) (1kW(h) naar
1000 Wh = X 1000. Andersom = :1000)
Tip: Maak H.7, blz. 40,41,42,45
foutloos.