Energie: energieomzettingen, vermogen, rendement en duurzaamheid
Energie: omzettingen, vermogen en rendement
Je moet energieomzettingen benoemen, met vermogen en tijd rekenen, rendement berekenen en energiebronnen beoordelen op duurzaamheid. Energie raakt niet zoek: hij gaat van de ene vorm over in de andere.
Energievormen en behoud
Voorbeelden: bewegingsenergie, zwaarte-energie, veerenergie, chemische energie, elektrische energie, warmte, straling en geluid. Bij elke omzetting ontstaat ook warmte door wrijving. De wet van behoud van energie zegt dat de totale hoeveelheid energie gelijk blijft, maar dat niet alle energie nuttig wordt gebruikt.
Vermogen en rendement
Vermogen is energie per seconde: P = E / t, met P in watt (W), E in joule (J) en t in seconde (s). 1 W = 1 J/s. Een kilowattuur is een energie-eenheid: 1 kWh = 3,6 · 10⁶ J. Rendement = (nuttige energie / totale energie) × 100%. Het rendement is nooit groter dan 100%.
Energiebronnen
Hernieuwbaar: zon, wind, water, aardwarmte en biomassa (met kanttekeningen). Niet-hernieuwbaar: aardgas, aardolie, steenkool en uranium. Fossiele brandstoffen geven bij verbranding CO₂, wat bijdraagt aan het versterkte broeikaseffect. Duurzaamheid gaat niet alleen over CO₂, maar ook over landgebruik, grondstoffen en afval.
Voorbeeld
Een waterkoker van 2000 W staat 3 minuten aan. Dan is t = 180 s en E = P · t = 2000 × 180 = 360 000 J = 360 kJ. Van die 360 kJ wordt 300 kJ nuttig gebruikt om water te verwarmen. Het rendement is 300 / 360 × 100% ≈ 83%. De rest gaat verloren als warmte aan de omgeving.
Valkuilen
- Minuten invullen zonder naar seconden om te rekenen.
- Nuttige en totale energie omdraaien in de rendementformule.
- Rendement als fractie en als percentage door elkaar gebruiken.
- 'Energie wordt opgebruikt' schrijven in plaats van 'omgezet'.
- Biomassa zonder meer als volledig duurzaam beschrijven.