Nova NaSk1 4e ed - Hoofdstuk 3 - Energie oefentoetsen & antwoorden

Grootheid Symbool Eenheid Symbool Energie E Joule J Spanning U Volt V Stroomsterkte I Ampere A Energie E Joule J Massa m kilogram kg Hoogte h meter m   Voorbeelden van fossiele brandstoffen zijn: aardolie, steenkool, aardgas   Voorbeelden van toepassingen zijn: het verwarmen, brandstof voor auto/vliegtuig/ander vervoersmiddel en om elektriciteit op te wekken.    a) In de branders wordt brandstof verbrand, waardoor het water verandert in stoom. Dit water zorgt ervoor dat de schoepen gaan draaien. b) De turbine gaat door de schoepen draaien en is gekoppeld aan een generator (grote dynamo) die mee gaat draaien. c) De condensator zorgt ervoor dat de stoom weer afkoelt, waardoor het water weer vloeibaar wordt en het hergebruikt kan worden.    Het rendement bereken je door de nuttig gebruikte energie te delen door de totale energie en dat te vermenigvuldigen met 100%. Let op dat je dezelfde eenheden gebruikt voor de energie. Je kunt ook het nuttige vermogen delen door het totale vermogen en dat vermenigvuldigen met 100%. Let ook hier op de eenheden.   Drie vormen van duurzame energie zijn windenergie, waterkracht, zonne-energie.   De zwaarte-energie bereken je door de massa te vermenigvuldigen met de hoogte en de gravitatieversnelling (=10). In formulevorm: E = m x g x h   a) Het is zwart omdat het zo de meeste straling kan absorberen. b) Ze zijn naar het zuiden gericht omdat daar de meeste zon-uren zijn.   Mogelijke voordelen zijn: het is duurzame energie, goed voor het milieu, geen CO2 uitstoot. Mogelijke nadelen zijn: je hebt niet altijd elektriciteit omdat het niet altijd waait, soms waait het te hard, horizonvervuiling en geluidshinder. Dit is een goede keuze omdat de wind niet wordt tegengehouden door gebouwen of andere dingen die ervoor kunnen gaan staan. Zo kan de beweging van de wind optimaal gebruikt worden.   a)  Gegeven: massa (m) = 100 gram = 0,1 kg en hoogte (h) = 10 cm = 0,10 m Gevraagd: Zwaarte-energie (E) in Joule Formule: E = m x g x h Invullen: E = 0,10 x 10 x 0,10 = 0,10 Joule b)  Gegeven:massa (m) = 60 kg en hoogte (h) = 0 m Gevraagd: Zwaarte-energie in Joule Formule: E = m x g x h Invullen: Omdat h=0 komt er voor de energie dus ook 0 uit. Dit komt omdat je op de grond staat.  c)  Gegeven:massa (m) = 183.500 en hoogte (h) = 3 km = 3.000 m Gevraagd: Zwaarte-energie in Joule Formule: E = m x g x h Invullen: E = 183.500 x 10 x 12000 = 22.020.000.000 Joule = 22.020 MJ a) Verbrandingswarmte betekent dat bij de verbranding van een product (de brandstof) bij een bepaald volume of een bepaalde massa, een hoeveelheid energie vrij komt. Dit is een stofeigenschap. b) De verbrandingswarmte van hout is 16 MJ/kg dus bij de verbranding van 1 kg hout komt er 16 MJ (= 16.000.000 Joule) aan energie vrij.  c) De verbrandingswarmte van spiritus is 18 MJ/l dus bij de verbranding van 2 liter spiritus komt er 2x 18 MJ = 36 MJ (= 36.000.000 Joule) aan energie vrij. d) De verbrandingswarmte van aardgas is 32 MJ/m3 dus bij de verbranding van 0,4 m3 aardgas komt er 0,4 x 32 = 12,8 MJ (= 12.800.000 Joule) aan energie vrij. e)  0,60 x 16 = 9,6 MJ (hout) 0,60 x 36 = 21,6 MJ (spiritus) 0,60 x 12,8 = 7,68 MJ (aardgas) f) Je hebt dan meer spiritus nodig om dezelfde hoeveelheid energie te krijgen.    a) 3918 / 3 = 1.306 windmolens b) 7.500 miljoen / 3.500 = 2,1 miljoen huishoudens