Eduqaleeromgeving
4 havoLeeromgeving Natuurkunde · 4 havo H6 Arbeid en energie
0%
Leeromgeving›Natuurkunde›4 havo›H6 Arbeid en energie›6.3a
Hoofdstuk 6 · Les 5 van 10

Behoud van energie

Een volleybal valt op het strand en blijft liggen. Is zijn energie verdwenen? Nee: de bal en het zand zijn een klein beetje warmer geworden.

15 min

Na deze les kun je

  • de wet van behoud van energie toepassen
  • een energie-stroomdiagram lezen en tekenen

Dit weet je al

Energiesoorten (paragraaf 6.2).

De wet van behoud van energie

Energie kan niet worden gemaakt en niet verloren gaan. Het kan alleen worden omgezet van de ene soort in de andere.

Bij elke omzetting is er:

  • een apparaat dat de energie omzet;
  • toegevoerde energie;
  • nuttige energie: wat je wilt hebben;
  • ongewenste energie: meestal warmte.

Energie 'opwekken' betekent dus altijd omzetten, bijvoorbeeld chemische energie in elektrische energie. Elektrische energie is hoogwaardig: je kunt hem makkelijk omzetten in andere soorten. Warmte is laagwaardig.

Energie-stroomdiagram

In een energie-stroomdiagram is de breedte van een pijl de hoeveelheid energie. Wat erin gaat, komt er ook weer uit: Ein=EuitE_\text{in} = E_\text{uit}.

Het energie-stroomdiagram van een zonnepaneel: de stralingsenergie wordt voor een deel elektrische energie, de rest warmte. Rechts zijn de pijlen samen even breed als links.
Het energie-stroomdiagram van een zonnepaneel: de stralingsenergie wordt voor een deel elektrische energie, de rest warmte. Rechts zijn de pijlen samen even breed als links.
✎Voorbeeld 1: zonnepaneel

Op een zonnepaneel valt in een uur 3,6 MJ stralingsenergie. Het paneel levert 0,72 MJ elektrische energie. Hoeveel warmte ontstaat er?

  1. Ein=EuitE_\text{in} = E_\text{uit}, dus Estr=Eel+QE_\text{str} = E_\text{el} + Q.
Q=3,6−0,72=2,9 MJ\begin{aligned} Q &= 3{,}6 - 0{,}72 \\ &= 2{,}9\ \text{MJ} \end{aligned}

Warmtepomp

Warmte stroomt vanzelf van warm naar koud. Een warmtepomp haalt met elektrische energie warmte uit de koude buitenlucht (of grond) en geeft die af aan het warme huis. Er gaat meer warmte het huis in dan de pomp aan elektrische energie gebruikt. Dat lijkt in strijd met behoud van energie, maar de extra warmte komt uit de buitenlucht: Qhuis=Eel+QbuitenQ_\text{huis} = E_\text{el} + Q_\text{buiten}.

!Energie verbruiken

'Energie verbruiken' betekent niet dat de energie weg is. Het betekent dat je hoogwaardige energie omzet in (meestal) laagwaardige warmte.

Even controleren

Snap je het?

Een lamp krijgt 60 J elektrische energie en geeft 9 J licht. Hoeveel warmte ontstaat er?

Een warmtepomp gebruikt 1,0 kWh elektrische energie en levert 4,0 kWh warmte aan het huis. Waar komt de rest vandaan?

↗Hoe hangt dit samen?

In de volgende les gebruik je behoud van energie om te rekenen aan vallen en gooien.

Klaar met deze les? Zet hem op gelezen; je voortgang staat rechtsboven.