Nova NaSk1 MAX 2021 deel B - Hoofdstuk 6 - Warmte oefentoetsen & antwoorden

Voorbeelden van verschillende warmtebronnen zijn: Cv-ketelWarmtepompKookplaatEen waterkokerSoldeerapparaatEen föhnMet de formule Q = E = P · t kan de totale hoeveelheid geleverde warmte worden berekend. Een warmtemeter is een goed geïsoleerd bakje van metaal of plastic waarin je een vloeistof kunt verwarmen met een dompelaar. De temperatuur van die vloeistof wordt gemeten met een thermometer. De verbrandingswarmte van een stof is de hoeveelheid warmte die een bepaalde hoeveelheid brandstof kan leveren. Koolstofdioxide en waterdamp zie en ruik je niet. Je kunt deze gassen aantonen met behulp van kalkwater en wit kopersulfaat. Kalkwater ziet eruit als gewoon water, maar het wordt troebel als je er koolstofdioxidegas doorheen leidt. Wit kopersulfaat kleurt blauw als het in contact komt met waterdamp. Geleiding is het verschijnsel dat warmte uit zichzelf beweegt van een plaats met de hoogste temperatuur naar een plaats met de laagste temperatuur.Stroming is een vorm van warmtetransport waarbij er een beweging ontstaat in een gas of vloeistof die de warmte meeneemt. Straling is een andere vorm van warmtetransport waarbij infrarode straling of licht de warmte vervoert.Isolatiemateriaal is materiaal dat wordt gebruikt om warmtetransport zo veel mogelijk tegen te gaan. De isolerende werking is te danken aan lucht die in talloze kleine ruimtes in het materiaal zit opgesloten. Een spouw is met lucht gevulde ruimte tussen de binnenmuur en buitenmuur van een gebouw. Een spouw is een goede methode om een huis te isoleren, zodat er weinig tot geen warmte verloren kan gaan.  a._Het volume van water is 250 mL.        1 mL = 1 cm3        250 mL = 250 cm3 = 0,25 dm3        Gebruik het kader aan het begin van deze toets om de tweede vraag te beantwoorden. De dichtheid van water is 1,0 g/cm3.Gegevens: p = 1,0 g/cm3V = 250 cm3Gevraagd:m = ? Formule:$p=\frac{m}{V}$ → omschrijven naar m = p · VBerekening: m = 1,0 · 250 = 250 gram = 0,25 kgConclusie:De massa van het water is 0,25 kg.    b. Het juiste antwoord is antwoord 2. Toelichting: Emiel hangt de dompelaar in het water van het theeglas. Aan het snoer van de dompelaar zit een stekker. Vervolgens sluit Emiel de dompelaar via een energiemeter aan op netspannning. In de dompelaar zit een gloeispiraal. Via een laag samengeperst poeder geeft die zijn warmte af aan het metaal van de dompelaar. Een gloeispiraal zorgt ervoor dat door middel van straling de warmte wordt afgegeven.    c. Hierboven wordt een voorbeeld weergegeven van een juiste grafiek. Let bij het tekenen van deze grafiek op de volgende punten: Juiste indeling van de verticale as (T) en de horizontale as (E)Alle meetpunten moeten juist in de grafiek worden uitgezetEr moet een rechte lijn door of langs de meetpunten worden getekend met een potlood.    d. Het juiste antwoord is antwoord 2.          Toelichting: in bovenstaande grafiek zie je een rechte lijn door de meetpunten         lopen. Bij een evenredig verband zal de lijn constant moeten toenoemen. In de         tabel zie je dat dat hier niet van toepassing is. Bij een omgekeerd evenredig         verband zal de lijn in de grafiek langzaamaan moeten dalen. Je ziet in de grafiek         hierboven dat de lijn niet daalt maar juist lineair stijgt.    e. Het juiste antwoord is antwoord 4.        Toelichting: gebruik het schema wat hiernaast wordt weergegeven om         temperaturen in elkaar om te rekenen.         Berekening: 16 + 273 = 289 K.     f.  Bij 100 0C kookt al het water al. Alle energie wordt dan gebruikt om het water te       verdampen.   g. Het juiste antwoord is antwoord 2.       Toelichting: De dompelaar zet 108 kJ aan elektrische energie om bij het       verwarmen tot 100 oC. Het water heeft dan 88 kJ energie opgenomen.       De hoeveelheid warmte die verloren gaat is 108 – 88 = 20 kJ       Het percentage hoeveelheid verloren warmte is $\frac{Deel}{Geheel} \ times 100\% = \frac{20}{108} \times 100 = 19\%$. Het juiste antwoord is antwoord C.Toelichting: In het energiestroom schema zonder mono-vin kun je zien dat de 1000 J aan energie op een andere manier wordt verdeeld dan bij de zwemmer met mono-vin. De bovenste kolom geeft aan hoeveel van de totale energie er wordt omgezet in nuttige energie. In het energeistroom schema met mono-vin kun je zien dat de 1000 J meer wordt omgezet in nuttige energie dan bij de zwemmer zonder mono-vin. Het rendement is daarom met mono-vin groter dan zonder mono-vin. Het juiste antwoord is antwoord B.Toelichting: In het menselijk lichaam wordt chemische energie omgezet. In voedsel of in een brandstof is energie opgeslagen: chemische energie. Die chemische energie komt vrij bij het verbranden van het voedsel in je lichaam of bij het verbranden van een brandstof als benzine in een motor. Tijdens het zwemmen verbrandt je lichaam het voedsel waarin de chemische energie is opgeslagen.  De berekening verloopt in een aantal stappen. Stap 1: Gasverbruik zonder isolatie: 52 × 30 m3 = 1560 m3 aardgasStap 2: Gasverbruik met isolatie: 52 × 6 m3 = 312 m3 aardgasStap 3: Besparing: 1560 – 312 = 1248 m3 aardgasEr wordt dus in totaal 1248 m3 aardgas bespaard.De berekening verloopt in een aantal stappen.Stap 1: Gasverbruik met enkel glas: 63 × 60 m3 = 3780 m3 aardgasStap 2: Gasverbruik met dubbel glas: 63 × 30 m3 = 1890 m3 aardgasStap 3: Besparing: 3780 – 1890 = 1890 m3 aardgasEr wordt dus in totaal 1890 m3 aardgas bespaard. De berekening verloopt in een aantal stappen.Stap 1: Gasverbruik besparing: 8,3 × 108 = 896,4 m3 aardgas/jaarStap 2: Besparing kosten gas: 896,4 × 0,814 = € 729,67/jaarStap 3: Terugverdientijd: $\frac{2100}{729,67}$ = 2,9 jaarAndere manieren om je huis te isoleren: Installeer dubbel glasGebruik isolatiematerialen zoals glaswol, polystyreen of pvc Voeg dakisolatie toe aan je dak Voeg spouwmuurisolatie toe aan je muren Installeer deuren en ramen met goede luchtdichting