Verbranden en verwarmen
NASK1/K/6 De kandidaat kan
1 de volgende warmtebronnen en meetinstrumenten herkennen:
warmtebronnen | meetinstrumenten |
kachel, c.v.
fornuis
vloerverwarming
gasbrander
elektrische kookplaat
elektrische dompelaar
|
thermometer
temperatuursensor
|
2 uitleggen hoe transport van warmte plaatsvindt:
- geleiding
- stroming
- straling
3 temperatuur, tijd en warmte op de volgende manieren gebruiken:
- het verband tussen temperatuur en tijd en warmte toepassen
- absolute nulpunt
- omrekenen van waarden tussen temperatuurschalen Kelvin en Celsius
4 de werking van warmte-isolerende maatregelen uitleggen, bij ten minste:
- isoleerkan
- spouwmuurisolatie
- bouwmaterialen
- radiatorfolie
- handgrepen van pannen
- dubbele beglazing
5 de milieu en gezondheidseffecten noemen die kunnen optreden als gevolg van energiegebruik, tenminste:
- luchtverontreiniging
- zure regen
- broeikaseffect
- thermische verontreiniging
- irritatie en beschadiging van slijmvliezen, ogen en luchtwegen
6 toelichten dat de ene vorm van energie omgezet kan worden in een andere vorm van energie en hierover berekeningen uitvoeren:
- bewegings-, zwaarte-, warmte-, elektrische-, chemische-, stralings-, kern-, veer-, of elastische energie
- verbrandingswarmte
- wet van behoud van energie
- rendement
formules:
T(K) = t ( °C) + 273
E
bew = ½ × m × v
2
E
z = m × g × h
E
el = P
el × t
η = E
af / E
op = P
af / P
op
Verbranden
Bij verbranden gaat het om het omzetten van energie. Chemische energie wordt omgezet in thermische energie (warmte).
De thermische energie wordt gebruikt voor o.a het verwarmen van woningen, bereiding van voedsel, opwekken van elektriciteit.
Voor verbranding is nodig:
- brandstof
- zuurstof
- warmte (ontbrandingstemperatuur)
Verbrandingsverschijnselen
licht, gloeien: sommige deeltjes verbranden niet, maar gloeien. Je ziet een vlam.
rook: gassen en kleine, zwevende vaste deeltjes die niet gloeien.
vonken: gloeiende, vaste deeltjes
brandgeur
warmte-ontwikkeling.
Verbrandingsproducten
- Koolstofdioxide
- Waterdamp
- Vaste stoffen:
Brand blussen door een of meerdere van de brandvoorwaarden weg te nemen.
Blusmiddelen: water, zand, koolstofdioxide, schuim, poeder, deken.
Vlam
Brandstof (verdampt, gasvormig), kern, mantel, zoom.
Gele vlam: roetvorming, gloeiende deeltjes. Weinig zuurstof. Onvolledige verbranding. Koolstofmono-oxide.
Blauwe vlam: minder goed zichtbaar, geen roet, meer luchttoevoer.
Ruisende vlam met blauwe kern: minder goed zichtbaar, geen roet, veel luchttoevoer. Volledige verbranding. Koolstofdi-oxide.
Brandstoffen
Voorbeelden: fossiele brandstoffen: steenkool, aardolie, aardgas.
Uit aardolie worden diverse brandstoffen gemaakt: benzine, diesel, LPG, butagas, propaangas, enz.
Verbrandingsproducten:
brandstof + zuurstof wordt reactieproducten + water
Voorbeeld koolwaterstoffen:
Water aantonen: wit kopersulfaat wordt blauw
CO
2 aantonen: kalkwater wordt troebel.
In brandstoffen zitten ook andere stoffen, zoals stikstof, zwavel, metalen (bijvoorbeeld ijzer).
Bij verbranding ontstaan dan ook stikstof-oxiden, zwavel-oxiden, metaal-oxiden (bijvoorbeeld ijzeroxide).
Bij onvolledige verbranding ontstaat koolstofmono-oxide. Giftig.
Stikstofoxiden: lossen goed op in regenwater en oppervlaktewater. Tast luchtwegen aan.
Zwaveloxiden: lossen goed op in regenwater en oppervlaktewater. Tast luchtwegen aan.
Zure regen: tast beelden en gebouwen aan. Veroorzaakt verzuring van grondwater waardoor planten en bomen sterven.
Verzuring van grondwater: planten en dieren in water sterven.
Koolstofdioxide: broekasgas. Draagt bij aan versterkt broeikaseffect.
cfk's: chloorfluorkoolwaterstoffen. Koelstof in oude koelkasten, drijfgas in spuitbussen.
Tast ozonlaag aan. Dunnere ozonlaag - meer UV-straling op aarde - grotere kans op huidkanker.
Warmtetransport
Bekijk de volgende video tot 7:40
geleiding | stroming | straling |
Door vaste stoffen | Vloeistoffen en gassen | Geen tussenstof nodig |
Trilling van moleculen wordt doorgegeven | Warmere vloeistoffen of gassen zetten uit. Door kleinere dichtheid stijgen warmere vloeistoffen of gassen | IR-straling |
Goede geleiders: metalen Slechte geleiders: hout, glas, kunststof, stilstaande lucht | | Zwarte en doffen voorwerpen nemen goed IR-straling op. Witte en glimmende voorwerpen nemen slecht IR-straling op. |
(schematische tekening) | (schematische tekening) | (schematische tekening) |
Isoleren
Isoleren is voorkomen van warmteverlies. Door warmtetransport d.m.v. geleiding, stroming en straling tegen te gaan.
Isoleerkan | Binnenkan en buitenkan met isolerend materiaal er tussen (piepschuim, stilstaande lucht): gaat warmteverlies door geleiding tegen.
Spiegelende binnenkant: gaat warmteverlies door straling tegen. |
spouwmuurisolatie | Materiaal met veel lucht. Stilstaande lucht: gaat warmteverlies door stroming tegen.
Isolatiemateriaal slecht geleidend: gaat warmteverlies door geleiding tegen. |
bouwmaterialen | Isolerende materialen (piepschuim, hout, steenwol). |
radiatorfolie | IR-straling wordt teruggekaatst. Dus niet door buitenmuur opgenomen, maar teruggekaatst naar de kamer. |
handgrepen van pannen | Gemaakt van isolerend materiaal zodat de warmte niet bij je hand kan komen: gaat warmteverlies door geleiding tegen. |
dubbele beglazing | Een ruimte gevuld met stilstaande lucht tussen twee ramen: gaat warmteverlies door stroming tegen. |
Energie omzetten
Alternatieve energiebronnen
Zonneboiler, zonnecollector, boilervat, warmtepomp, restwarmte, warmtekrachtkoppeling, biobrandstof.
Als afsluiting: Breaking News - Kou
---