MacroScoop 3/4 - Leerpakket 3 by VAN IN

©VANIN

scoop macro

©VANIN

Marleen Chalmet

Bart Vanopré

Christina Wauters

Leer zoals je bent

Via www.diddit.be heb je toegang tot het onlineleerplatform bij MacroScoop 3-4

Activeer je account aan de hand van de onderstaande code en accepteer de gebruiksvoorwaarden. Kies je ervoor om je aan te melden met je Smartschool-account, zorg er dan zeker voor dat je e -mailadres aan dat account gekoppeld is. Zo kunnen we je optimaal ondersteunen.

scoop macro

Let op: deze licentie is uniek, eenmalig te activeren en geldig voor een periode van 1 schooljaar.

Indien je de licentie niet kunt activeren, neem dan contact op met onze klantendienst.

!

Fotokopieerapparaten zijn algemeen verspreid en vele mensen maken er haast onnadenkend gebruik van voor allerlei doeleinden. Jammer genoeg ontstaan boeken niet met hetzelfde gemak als kopieën.

Boeken samenstellen kost veel inzet, tijd en geld. De vergoeding van de auteurs en van iedereen die bij het maken en verhandelen van boeken betrokken is, komt voort uit de verkoop van die boeken.

In België beschermt de auteurswet de rechten van deze mensen. Wanneer u van boeken of van gedeelten eruit zonder toestemming kopieën maakt, buiten de uitdrukkelijk bij wet bepaalde uitzonderingen, ontneemt u hen dus een stuk van die vergoeding. Daarom vragen auteurs en uitgevers u beschermde teksten niet zonder schriftelijke toestemming te kopiëren buiten de uitdrukkelijk bij wet bepaalde uitzonderingen.

Verdere informatie over kopieerrechten en de wetgeving met betrekking tot reproductie vindt u op www.reprobel.be.

Ook voor het onlinelesmateriaal gelden deze voorwaarden. De licentie die toegang verleent tot dat materiaal is persoonlijk. Bij vermoeden van misbruik kan die gedeactiveerd worden. Meer informatie over de gebruiksvoorwaarden leest u op www.diddit.be.

De uitgever heeft ernaar gestreefd de relevante auteursrechten te regelen volgens de wettelijke bepalingen. Wie desondanks meent zekere rechten te kunnen doen gelden, wordt verzocht zich tot de uitgever te wenden.

Credits p. 25 kledingproductie in China © Imageselect/CFOTO

©VANIN

Eerste druk, 2025

ISBN 978-94-647-0666-6

D/2025/0078/62

Art. 606655/01

NUR 120

Coverontwerp: Shtick

Ontwerp binnenwerk: B.AD

Opmaak: Barbara Vermeersch

Tekeningen: Geert Verlinde

Inhoud

3 De voortplanting in stappen

OMZETTING

1 De grootheid

3 Potentiële en kinetische energie

4 Rendement bij energieomzettingen

ASPECTEN

1 Wat is een chemische reactie?

2 Reactievergelijkingen

3 Wet van behoud van massa

4 Endotherme en exotherme reacties

WARMTE EN TEMPERATUUR

1 Verband tussen warmte en temperatuur

2 Thermische energie en warmtebalans

3 Warmtehoeveelheid

4 Warmte vasthouden

WERKEN MET MACROSCOOP

Welkom (terug) bij MacroScoop. We leggen graag even uit hoe je met dit leerschrift aan de slag gaat.

1 Op weg met MacroScoop

Het leerschrift bestaat uit 4 thema’s. Elk thema is op dezelfde manier opgebouwd.

Elk thema start met enkele foto’s die te maken hebben met dit thema. Je vindt ook een handig overzicht van de hoofdstukken.

In de WOW! vind je verschillende bronnen die je nieuwsgierig maken naar meer.

Je kunt er noteren wat je graag nog te weten wilt komen over het thema.

©VANIN

Doorheen de verschillende hoofdstukken vragen we ons een aantal zaken af. Je verwerft de nodige kennis en vaardigheden om uiteindelijk een antwoord te geven op de vragen in de groene kaders.

In de hoofdstukken vind je verschillende opdrachten, onderzoeken en theorie.

De theorie duiden we in je schrift aan met een groene lijn.

De Checklist is een opsomming van de doelen waaraan je in het thema hebt gewerkt. Je gaat bij jezelf na welke doelen je denkt bereikt te hebben, of waaraan je nog moet werken. Als je twijfelt, dan ga je terugkijken in het thema.

Je kunt in het onderdeel Test jezelf verder oefenen. Je leerkracht beslist of je de oefeningen op het einde van het thema maakt of doorheen de lessen.

2 Handig voor onderweg

In de loop van elk thema word je ondersteund door een aantal hulpmiddelen.

Op het hoogste punt van de rollercoaster is de gravitatie-energie maximaal en de kinetische energie is gelijk aan nul. Terwijl het wagentje naar beneden zoeft, wordt de gravitatie-energie voortdurend kleiner en de kinetische energie wordt groter.

Tijdens een energieomzetting wordt de ene energievorm omgezet in een andere.

Als het wagentje helemaal beneden staat, is de gravitatie-energie gelijk geworden aan nul en de kinetische energie is dan maximaal

Bij een energieomzetting ontstaat zowel nuttige als niet-nuttige energie

Tijdens de ‘val’ wordt thermische energie afgestaan aan de omgeving zodat die niet meer gebruikt kan worden voor de aandrijving van de wagentjes.

Test jezelf: oefeningen 4 en 5

De totale hoeveelheid energie blijft behouden. Dat is de wet van behoud van energie Energie kan omgezet worden van de ene vorm in de andere, maar de totale energie blijft gelijk.

i s elke energieomzetting gewenst?

De energie die gebruikt wordt om de wagentjes aan te drijven is gewild en dus nuttige energie; de thermische energie die ontstaat is niet gewild. Dat is niet-nuttige energie

Bij een energieomzetting ontstaat vaak thermische energie. Die is meestal niet verder bruikbaar. Niet elke energieomzetting is dus gewenst.

Interessant om weten

Perpetuum mobile is de Latijnse benaming voor ‘voortdurende beweging’. Sinds de 13de eeuw poogt men een toestel te bouwen dat voortdurend blijft bewegen. Zodra het toestel in gang is gezet, zou het in staat moeten zijn om de beweging te onderhouden. Helaas heeft men later ingezien dat dit onmogelijk is. Er wordt immers altijd energie omgezet in wrijvingsenergie waardoor geen enkel systeem in beweging kan blijven.

48 Omzetting en transpOrt van energie

We zetten doorheen het thema de belangrijkste zaken op een rijtje in deze rode kaders. Een Interessant om weten is een klein blokje extra informatie om jouw interesse nog meer aan te wakkeren.

Vaktaal en moeilijke woorden vallen op door de stippellijn. Achteraan het leerschrift zijn die woorden opgenomen in de Woordenlijst, waar je de verklaring van de woorden vindt.

Wanneer je een onderzoek uitvoert, volg je telkens 7 stappen die worden aangeduid met de volgende iconen:

Onderzoeksvraag

Hyp othese

De volgende iconen helpen je ook nog een eind op weg:

46 Omzetting en transpOrt van energie

Benodigdheden

Werk wijze

Waarneming

Besluit

Reflectie

Het beeldfragment dat hierbij hoort, vind je online terug.

Als je dit icoon ziet, dan vind je op diddit een ontdekplaat terug.

Als je dit icoon ziet, dan vind je extra materiaal terug op diddit.

Met een QR-code kun je verschillende zaken ontsluiten met je smartphone: de risicoanalyse bij een onderzoek, een oefening, een video, een artikel ...

©VANIN

3D Bij dit icoon hoort een 3D-beeld. Je kunt het beeld bekijken door het in te scannen via de app op je smartphone. Gebruik de QR-code hiernaast om de app te installeren.

3d-beeld

Fig. 3.2

Fig. 3.4

Fig. 3.3

Het onlineleerplatform bij MacroScoop

Mijn lesmateriaal

Hier vind je alle inhouden uit het boek, maar ook meer, zoals ontdekplaten, filmpjes, extra oefeningen ...

Adaptieve oefeningen

In dit gedeelte kun je de leerstof inoefenen op jouw niveau. Hier kun je vrij oefenen of de oefeningen maken die de leerkracht voor je heeft klaargezet.

Opdrachten

Hier vind je de opdrachten die de leerkracht voor jou heeft klaargezet.

Evalueren

Hier kan de leerkracht toetsen voor jou klaarzetten.

Resultaten

Wil je weten hoever je al staat met oefenen, opdrachten en toetsen? Hier vind je een helder overzicht van al je resultaten.

Leer zoals je bent ©VANIN

Voortplanting ©VANIN

1 EVEN OPFRISSEN

3 DE VOORTPLANTING IN STAPPEN 4 GEZONDHEIDSZORG

2 BIOLOGISCHE FEEDBACK EN VOORTPLANTING

Wat weet ik al over dit thema?

Vanaf wanneer voelt een ongeboren baby pijn?

Vanaf wanneer kan een foetus pijn voelen? En is hij zich daarvan bewust?

©VANIN

Wat wil ik nog te weten komen?

Ontdek deze en nog andere opties op .

KUN JE DISCUSSIEREN OVER HET BIOLOGISCH ASPECT VAN DE VOORTPLANTING?

1 In de eerste graad werkte je al uitgebreid rond het thema van de voortplanting bij de mens.

De biologische kennis over dit onderwerp is nu parate kennis. Je hebt ze nodig om dit thema verder te begrijpen en uit te diepen.

a Het voortplantingsstelsel is een organisatieniveau. Verklaar.

©VANIN

b Plaats de nummers uit de tabellen in het juiste cirkeltje op de afbeeldingen. Indien nodig mag je extra informatie opzoeken.

1teelbal

2bijbal

3urinebuis

4zwellichaam

5zaadleider 9eikel

6zaadblaasje 10penis

7urineblaas 11voorhuid

8prostaatklier 12balzak

Fig. 1.1

1eierstok

2eileidertrechter

3eileider

baarmoederslijmvlies

gespierde baarmoederwand

slijmprop vagina

schaambeen

binnenste schaamlip

buitenste schaamlip

baarmoederholte

binnenste schaamlip

buitenste schaamlip

vagina

baarmoeder urineblaas

urineleider

©VANIN

anus

wervelkolom

trechter

ovarium

oviduct ligament

ovulatie

plasgaatje

clitoris

endeldarm

clitoris

follikel

Fig. 1.2

DE CLITORIS

c Vul de woordpuzzel over de voortplanting in.

horizontaal

2 ander woord voor ejaculatie

3 dit buisje vervoert de zaadcellen naar de urinebuis

5 een ander woord voor voorbehoedsmiddel is … middel

6 wordt beschermd door de voorhuid

9 maandelijkse bloeding bij vrouwen

13 heel gevoelige mannelijke organen in de balzak; zaadcellen en mannelijke hormonen worden hier geproduceerd

14 het enige voorbehoedsmiddel dat beschermt tegen zwangerschap en hiv

16 een zaadcel bestaat uit een kop, een hals en een ...

verticaal

1 vrouwelijke verbinding tussen de buiten- en de binnenkant van het voortplantingsstelsel

2 de penis richt zich op doordat deze orgaantjes zich opvullen met bloed

4 kan bevrucht worden door een zaadcel

7 ander woord voor ovulatie

8 levensfase waarin een kind een (jong)volwassene wordt

10 zo noem je de bevruchte eicel vanaf de bevruchting tot de 8e week van de zwangerschap

©VANIN

11 gevoelig orgaantje bij de vrouw dat zorgt voor genot

12 de foetus is via de navelstreng in de baarmoeder verbonden met de moederkoek of …

15 een spontane zaadlozing van een man tijdens de slaap noem je een … droom

Het voortplantingsstelsel is een organisatieniveau waarbij samenwerking tussen de voortplantingsorganen met dezelfde functie centraal staat. Er zijn verschillende mannelijke en vrouwelijke organen bij betrokken.

Test jezelf: oefeningen 1 en 2

KUN JE DISCUSSIEREN OVER HET BIOLOGISCH ASPECT VAN DE VOORTPLANTING?

Over het biologisch aspect van de voortplanting is er geen discussie mogelijk. Het is gebaseerd op naakte feiten.

Interessant om weten

Anders of toch niet?

Al van bij de geboorte bepalen uiterlijke kenmerken of je een jongen of een meisje bent, je biologisch geslacht of gender ligt dus eigenlijk vast, maar of je je ook inwendig zo voelt, is niet altijd meteen duidelijk. Je genderidentiteit komt pas later tot uiting. Wie we zijn, is niet altijd wat er van ons verwacht wordt vanuit de samenleving.

Meer en meer gaan er stemmen op om kinderen genderneutraal op te voeden. Maar wat betekent dat nu eigenlijk? Het woord zegt het zelf: het gender (of geslacht) blijft neutraal, er wordt dus niet gesproken in termen van ‘hij’ of ‘zij’. Ouders kiezen niet voor poppen, autootjes, rokjes of de traditionele kleuren roze of blauw. Het kind kan opgroeien en zijn eigen identiteit volledig ontwikkelen zonder in een bepaald geslacht gepusht te worden.

©VANIN

Wanneer het biologisch geslacht van een persoon niet helemaal overeenstemt met de genderidentiteit, spreken we van een transgender.

Fig. 1.3

2 BIOL OGISCHE FEEDBACK EN VOORTPLANTING

1 Je werkte reeds rond biologische feedback en leerde aan de hand van voorbeelden om negatieve en positieve feedback bij de mens te vergelijken.

Vul de tabel aan om de verschillen tussen positieve en negatieve feedback te duiden.

positieve feedback / negatieve feedback

schematisch voorstelling

toename van het effect veroorzaakt …

afname van het effect veroorzaakt …

versterking van het proces verzwakking van het proces

2 Tijdens de puberteit wordt het lichaam gestimuleerd om geslachtshormonen te produceren. Die hormonen zorgen voor lichamelijke veranderingen: de secundaire geslachtskenmerken.

Bestudeer de figuren en vul vervolgens de schematische voorstelling van het regelsysteem aan door de letters bij het juiste kernbegrip te plaatsen.

©VANIN

meisje leeftijd8 11 16 18 midden 20 vrouw

Fig. 2.3 Invloed van geslachtshormonen op het vrouwelijk lichaam

Fig. 2.1

Fig. 2.2

leeftijd8 12 16 20 midden 20 jongen man

ADe teelballen en de eierstokken ontvangen een signaal vanuit de hersenen.

BDe geslachtshormonen worden via het bloed door het hele lichaam verspreid.

CDe secundaire geslachtskenmerken komen tot uiting.

DDe teelballen en eierstokken produceren geslachtshormonen.

EDe doelwitorganen (bv. borsten, heupen, huid) reageren op de geslachtshormonen.

Dit is een voorbeeld van positieve / negatieve feedback.

2.4 Invloed van geslachtshormonen op het mannelijk lichaam

letter omschrijving regelsyseem prikkel receptor geleider effector reactie

3 Ook de geboor te van een kind is een voorbeeld van feedback.

©VANIN

Een groeiende foetus gaat op een bepaald moment tijdens de ontwikkeling met zijn hoofdje tegen de wand van de baarmoeder drukken. Dat is het startsein voor de geboorte.

– In de baarmoederwand zitten er zintuigcellen die de drukprikkel (1) opvangen.

– De zintuigcellen staan in verbinding met de hersenen en geven een signaal of impuls door (2).

– Daardoor maakt de hypofyse, een klein kliertje in de hersenen, oxytocine (3) aan.

– Oxytocine is een hormoon dat ervoor zorgt dat de baarmoeder zal samentrekken en dus kleiner wordt (4).

Door die samentrekkingen wordt de druk van het hoofdje van de foetus nog groter. Er wordt dus nog meer oxytocine geproduceerd. De druk tegen de baarmoederwand en de productie van oxytocine versterken elkaar. Dat proces kan enkel afgeremd worden door de geboorte van de baby.

Fig.

Plaats de nummers uit het theorieblok op de juiste plaats bij de figuur om de terugkoppeling visueel voor te stellen.

Dit is een voorbeeld van positieve / negatieve feedback.

Interessant om weten

Oxytocine is een hormoon dat geproduceerd wordt door de hypofyse maar ook kunstmatig kan aangemaakt worden. Het wordt onder meer gebruikt als medicatie om een geboorte in te leiden, een bloeding na de bevalling te stoppen of om de melkproductie na de geboorte op gang te trekken.

Oxytocine wordt ook wel het knuffelhormoon genoemd. Het is namelijk een hormoon dat zorgt voor intimiteit en verbondenheid. Het geeft zelfvertrouwen, zorgt voor een vrolijk gevoel en vermindert stress.

©VANIN

De regeling van de geslachtshormonen is een voorbeeld van negatieve feedback Zo zorgen ze voor de ontwikkeling van de secundaire geslachtskenmerken.

De geboorte van een kind is een voorbeeld van positieve feedback. Door het drukken van het hoofdje op de baarmoederwand komt de productie van oxytocine op gang. Daardoor trekt de baarmoeder samen, zodat de druk van het hoofdje groter wordt. Dat resulteert in een nog grotere productie van oxytocine.

Hoe is biologische feedback te linken aan voortplanting bij de mens?

Zowel de productie van geslachtshormonen als de geboorte van een kind zijn voorbeelden van terugkoppeling of biologische feedback.

Fig. 2.5

Fig. 2.6

3 DE VOORTPLANTING IN STAPPEN

3.1 WELKE ROL SPELEN HORMONEN TIJDENS DE VOORTPLANTING?

1 De geslachtshormonen worden geproduceerd in de geslachtsorganen (de teelballen bij de man en de eierstokken bij de vrouw).

Bestudeer de infographic en vul de tabel aan.

naam van het geslachtshormoon orgaan dat hormoon produceert

Op welke leeftijd is de concentratie het hoogst?

man vrouw

De leeftijd waarop de concentratie aan hormonen in het lichaam het hoogst is, verschilt bij mannen en vrouwen (zie fig. 3.1).

©VANIN

Het mannelijke geslachtshormoon testosteron wordt gevormd door gespecialiseerde cellen in de teelballen. Testosteron brengt de ontwikkeling van de mannelijke secundaire geslachtskenmerken op gang, zoals de baardgroei, de diepte van de stem en de algemene lichaamsvorm. Bovendien grijpt het ook in bij de geestelijke rijping van jongen tot man. Die geestelijke rijpheid beïnvloedt onder andere de seksuele aantrekkingskracht tussen mensen onderling.

Bij de vrouw verloopt de aanmaak van geslachtshormonen heel wat ingewikkelder dan bij de man. De geslachtshormonen hebben een invloed op de ontwikkeling van de geslachtsorganen, de regeling van de menstruatiecyclus en de innesteling van een bevruchte eicel in de baarmoederwand. Ze helpen ook bij de bevalling en stimuleren de melkproductie

Bij deze gebeurtenissen herken je de biologische feedback uit het vorige hoofdstuk.

Fig. 3.1

2 De menstruatiecyclus is het resultaat van hormonale veranderingen in het lichaam.

a Wat stelt die afbeelding voor?

rijping van de eicel en de follikel ovulatie geel lichaam

baarmoederslijmvlies wordt afgebroken

baarmoederslijmvlies wordt dikker

baarmoederslijmvlies krijgt meer bloedvaten

baarmoederslijmvlies wordt afgebroken

b Een regelmatige cyclus wordt in vier fasen opgedeeld. Vul de fasen aan. Je mag extra informatie opzoeken.

©VANIN

3 of ovulatie

4 klaarmaken voor eventuele innesteling

omschrijving duurkleur

Begint op dag 1 van de cyclus.

Het brokkelt af. dagen

Deze fase begint vanaf

De eicel rijpt in Het baarmoederslijmvlies wordt dagen

Opgelet: fase 2 overlapt deels fase 1.

Die grijpt in deze regelmatige cyclus plaats op

Het gebeurt in 1 dag

Het baarmoederslijmvlies wordt dikker.

Het blijft

intact na de eisprong. Het baarmoederslijmvlies komt terug los op Daarna begint de dagen

Fig. 3.2

c Wanneer gebeurt de ovulatie als de menstruatiecyclus langer duurt dan 28 dagen?

d Op figuur 3.4 kun je aflezen welke hormonen een rol spelen tijdens de menstruatiecyclus bij de vrouw. Zet het juiste hormoon op de passende plaats in de tekst. Kies uit: FSH (follikelstimulerend hormoon), oestrogeen, LH (luteïniserend hormoon) of progesteron.

concentratie hypofysehormonen in het bloed

©VANIN

concentratie ovariumhormonen in het bloed

ovarium baarmoederslijmvlies

tijd

progesteron

oestrogeen

corpus luteum

menstruatie

menstruatie secretiefase proliferatiefase

Fig. 3.3

Het wordt door het bloed getransporteerd en zorgt ervoor dat in een ovarium verschillende follikels beginnen te groeien. In een eerste stadium (A) zie je dat bij een hoge concentratie van de follikels in het ovarium (C) beginnen te rijpen.

De rijpe follikels beginnen op dat moment met de afscheiding van Dat hormoon wordt afgescheiden in het follikelvocht, maar ook in het bloed (B). Het veroorzaakt een aangroei van het baarmoederslijmvlies (D), dat daardoor dikker wordt.

Door de toenemende concentratie van in het bloed komt in de hypofyse de productie van op gang (A). Onder invloed daarvan barst de meest geëvolueerde follikel (C), waardoor de eicel samen met het follikelvocht vrijkomt (ovulatie of eisprong).

Na de ovulatie zorgt het ervoor dat de achtergebleven follikelcellen een nieuw weefsel vormen: het geel lichaam (C). Dat produceert nog meer oestrogenen, maar ook een tweede geslachtshormoon: . Dat hormoon bereidt de baarmoeder voor op de eventuele komst van een bevruchte eicel.

Het en het zorgen er ook voor dat klieren in het baarmoederslijmvlies extra slijm beginnen te produceren. Ze maken de baarmoeder klaar voor een eventuele bevruchting en zwangerschap. Na een bevruchting zijn het die hormonen die de rijping van nieuwe follikels tegenhouden.

Als er geen bevruchting is, sterft het geel lichaam af (ongeveer 11 dagen na de ovulatie). Daardoor daalt de concentratie (B). De dikke slijmvlieslaag op de baarmoederwand kan niet blijven bestaan en wordt tijdens de menstruatie gedeeltelijk afgestoten. De vrouw verliest daarbij 50 tot 150 ml bloed.

De menstruatie gebeurt vanaf de puberteit. In de hypofyse (een kliertje onder de hersenen) worden twee hormonen gevormd: het follikelstimulerend hormoon (FSH) en het luteïniserend hormoon (LH). Door de werking van die hormonen komen de eierstokken tot rijping en produceren ze vervolgens zelf geslachtshormonen: oestrogeen en progesteron

Oestrogeen zorgt ervoor dat de uterus (baarmoeder) en de vagina volledig ontwikkelen en dat de secundaire geslachtskenmerken vorm aannemen (borstontwikkeling, bekkenverbreding, groei van de schaamharen en een andere vetverdeling).

Door een gewijzigde hormoonbalans komt ook de menstruatiecyclus op gang.

Het mannelijk geslachtshormoon (testosteron) brengt de ontwikkeling van de secundaire geslachtskenmerken op gang.

De geslachtshormonen bij de vrouw hebben een invloed op de ontwikkeling van de geslachtsorganen, de regeling van de menstruatiecyclus en de innesteling van een bevruchte eicel in de baarmoederwand. Ze helpen ook bij de bevalling en stimuleren de melkproductie.

De belangrijkste hormonen die een rol spelen tijdens de menstruatiecyclus zijn: – het follikelstimulerend hormoon (FSH) dat de follikels in de eierstok laat rijpen, – oestrogeen dat het baarmoederslijmvlies dikker maakt, – het luteïniserend hormoon (LH) dat de follikel laat barsten, – progesteron dat de baarmoeder voorbereidt op het innestelen van een bevruchte eicel.

Test jezelf: oefeningen 3 en 5

©VANIN

Welke rol spelen hormonen tijdens de voortplanting?

Hormonen spelen een grote rol bij de voortplanting, gaande van de ontwikkeling van de secundaire geslachtskenmerken tot de geboorte van een baby.

Fig. 3.4

De voortplanting zelf is het resultaat van bevruchting. Dat is het proces waarbij de kern van de eicel en de kern van de zaadcel met elkaar versmelten.

Vooraleer de bevruchting kan plaatsvinden, moeten er enkele essentiële stappen gezet worden:

er moet een eisprong plaatsvinden, – er moet (klinische) geslachtsgemeenschap plaatsvinden,

de zaadcel moet de eicel tijdig bereiken.

De evolutie van een bevruchte eicel tot een baby negen maanden later is bijzonder fascinerend.

1 Aan de hand van de volgende afbeelding kun je de embryonale ontwikkeling volgen.

a Beantwoord de vragen met behulp van de afbeeldingen en de kennis die je verwierf in de eerste graad.

2 dagen 1 dag

3 dagen

4 dagen

slijmwand van de baarmoeder eierstok

a1 Welke cellen zijn er nodig bij de bevruchting?

a2 Wanneer grijpt de bevruchting plaats?

b Bekijk de video bij het onlinelesmateriaal en beantwoord de vragen.

b1 Waar gebeurt de bevruchting?

b2 Hoe noem je een bevruchte eicel?

b3 Welk proces start er onmiddellijk na de bevruchting?

©VANIN

b4 Deze klomp cellen vervolgt zijn reis naar de baarmoeder en ondergaat vlak voor de innesteling in het baarmoederslijmvlies een verandering. Welke? Op afbeelding 3.6 zie je die verandering in detail. Beschrijf wat er gebeurt.

5 dagen

embryoblast of kiemschijf

follikel van de Graaf

geel lichaam

Fig. 3.5

trophoblast

Fig.

b5 De buitenste laag van dit hoopje cellen noem je de trophoblast en het onderste gedeelte de embryoblast of kiemschijf. Zoek op hoe deze delen zich verder ontwikkelen.

Trophoblast:

Embryoblast of kiemschijf:

c Wat gebeurt er vanaf dag 5 na de bevruchting?

Interessant om weten

Stamcellen zijn cellen zonder specifieke functie, die nog tot verschillende celtypes kunnen ontwikkelen. Je kunt ze overal in het lichaam aantreffen.

De bekendste zijn die uit het beenmerg: dit zijn cellen die voortdurend nieuwe bloedcellen maken. Andere stamcellen maken bijvoorbeeld steeds nieuwe huidcellen aan die de dode cellen (huidschilfers) vervangen. Stamcellen verschillen van weefselspecifieke cellen. Een weefselspecifieke cel kan zich enkel ontwikkelen binnen het weefsel zelf (bv. huidcel in de huid).

Er gebeurt nog steeds heel veel onderzoek naar stamcellen. Stamceltherapie wordt al ingezet bij bepaalde kankersoorten en ook in het onderzoek naar diabetes type 1 heeft men ontdekt dat er op die manier nieuwe insulineproducerende cellen kunnen worden gemaakt.

2 Een volledige zwangerschap duurt negen maanden.

Tijdens de zwangerschap ondergaat de baby-in-wording ontzettend veel veranderingen.

Vanaf de derde week van de bevruchting begint de ontwikkeling van de verschillende organen en ledematen en verloopt de verdere groei normaal gezien volgens de volgende schema’s. Tot twee maanden in de zwangerschap noem je dat de embryonale ontwikkeling en daarna spreek je van de foetale groei

stamcel

hartcel

darmcel

vetcel

rode bloedcel kraakbeencel huidcel neuron

blastocyst

Fig. 3.7

Fig. 3.8

a Maak een overzicht van de verdere ontwikkeling van maand tot maand door de tabel hieronder aan te vullen. Bekijk hiervoor de video en gebruik de website als informatiebron.

b Kleur de maanden van de embryonale ontwikkeling in het groen en de maanden van de foetale groei in het blauw.

Interessant om weten

De grootte van een embryo (en later de foetus) tijdens de zwangerschap wordt vaak vergeleken met groenten en fruit van ongeveer dezelfde omvang. De zwangerschap beleven krijgt op die manier iets meer visuele ondersteuning. Want zeg nu zelf, niemand kan zich iets voorstellen bij een foetus van 9 weken, maar dat lukt wel wanneer je hem vergelijkt met de grootte van een kers.

grootte van kersgrootte van pruimgrootte van peergrootte van pompelmoes

©VANIN

3 Al van bij de innesteling is het embryo verbonden met de moederkoek. Bestudeer de afbeelding.

BABY 1 MAAND grootte van rode bes

BABY 6 MAANDEN grootte van papaja

BABY 7 MAANDEN grootte van ananas

BABY 8 MAANDEN grootte van meloen

BABY 9 MAANDEN grootte van watermeloen

BABY 2 MAANDEN BABY 3 MAANDEN

BABY 4 MAANDEN BABY 5 MAANDEN

Fig. 3.9

Fig. 3.10

a Hoe noem je de verbinding tussen de placenta of moederkoek en het embryo?

b Deze verbinding is een uitwisselingsorgaan tussen moeder en ongeboren kind. Door de foutieve woorden te schrappen, wordt duidelijk wat hiermee bedoeld wordt.

Via een aanvoerend / afvoerend bloedvat in het verbindingsorgaan worden zuurstofgas en voedingsstoffen overgebracht van de moeder op het ongeboren kind.

Via de aanvoerende / afvoerende bloedvaten worden de afvalstoffen van het ongeboren kind naar de placenta gebracht.

Voedingsstoffen en zuurstofgas worden via het bloed (aanvoerend bloedvat) dat door de navelstreng stroomt, overgebracht van de moeder op het kind. De afvoerende bloedvaten vervoeren de afvalstoffen van het ongeboren kind naar de placenta. Daar worden de afvalstoffen afgegeven aan het bloed in de bloedvaten van de moeder.

De placenta speelt ook een belangrijke rol bij het transport van schadelijke stoffen

Stoffen zoals drugs, alcohol, geneesmiddelen en nicotine lossen op in het bloed van de moeder. Die opgeloste schadelijke stoffen worden samen met de voedingsstoffen en het zuurstofgas naar het ongeboren kind gebracht.

Wanneer de kern van een eicel en een zaadcel met elkaar versmelten, is er sprake van bevruchting

De bevruchte eicel wordt een zygote genoemd die zich verder zal delen.

Na de innesteling ontwikkelt de zygote zich verder. De eerste 11 weken spreek je van de embryonale ontwikkeling, daarna van de foetale groei

Al van bij de innesteling is het embryo verbonden met de moederkoek via de navelstreng Dit uitwisselingsorgaan zorgt voor de aanvoer van voedingsstoffen, afweerstoffen en zuurstofgas en voor de afvoer van afvalstoffen.

Test jezelf: oefeningen 6 en 7

3.2 HOE VERL OOPT DE ONTWIKKELING VAN BEVRUCHTTE EICEL TOT FOETUS?

De embryonale ontwikkeling wordt vaak vergeleken met de grootte van bepaalde groenten en vruchten. Het begint bij een heel klein pitje waarbij de zaadcel en de eicel versmelten en eindigt ongeveer 40 weken later met een buik zo groot als een watermeloen.

Fig. 3.11

4.1 HOE KUNNEN HORMONEN VOOR PROBLEMEN ZORGEN?

1 Je kunt er niet omheen. Hormonen zijn levensnoodzakelijk, maar ze kunnen tegelijkertijd ook voor grote problemen zorgen.

Hieronder zie je enkele actuele krantenkoppen.

Noteer kort voor elke krantenkop welke boodschap de auteur wil meegeven en leg telkens de link met het begrip ‘hormonen’. Gebruik hiervoor de tabel.

Verhoogde PFOS-waarde bij runderen die in Nederland grazen

pil ligt onder vuur.

Toxische stoffen in kinderkleren: “Hoog tijd voor een label op textiel, net zoals bij voeding”

Meisjes komen steeds vroeger in de puberteit terecht: hoe komt dat? Ook zo’n moeite met opstaan?

Fig. 4.1

2 Hormonen in het menselijk lichaam kunnen ons parten spelen.

a Premenstrueel syndroom (PMS)

a1 Wat houdt deze aandoening in? Zoek informatie op het internet.

a2 Wat kan de reden zijn dat die klachten optreden?

a3 Haal uit de figuur (4.2) een viertal symptomen die kunnen wijzen op deze aandoening.

b Endometriose

©VANIN

Een op de tien vrouwen lijdt aan endometriose. Geneesheren zijn het er niet over eens of deze aandoening hormonaal gebonden is of niet. Sommige artsen denken van wel, andere spreken het met klem tegen.

b1 Wat houdt deze aandoening in?

b2 Welke klachten worden veroorzaakt door endometriose?

Fig. 4.2

Fig. 4.3

3 Ook door ingrijpen van de mens kunnen de hormonen uit balans gebracht worden.

Bij castratie worden de teelballen operatief verwijderd. Daardoor stopt de mannelijke hormoonproductie (wat niet gebeurt bij de gewone sterilisatie).

a Wat zijn de gevolgen als de castratie gebeurt voor de puberteit?

b En wat als de castratie op latere leeftijd gebeurt?

c Wat is het verschil tussen een castratie en een vasectomie?

Interessant om weten

PCOS is de afkorting voor het Polycysteus Ovarium Syndroom. Letterlijk betekent dit dat er meerdere (poly) vochtblaasjes (cysten) in de eierstok aanwezig zijn.

normale eierstok Polycysteus ovarium syndroom

Bij vrouwen die PCOS hebben, worden in de eierstok meerdere kleine follikels gevormd, die moeilijk tot groei en ovulatie komen. Doordat de eisprong uitblijft, krijg je ook minder vaak of geen menstruatie en wordt de cyclus heel onregelmatig. Door het ontbreken van een eisprong wordt de vruchtbaarheid sterk verminderd.

Waarom PCOS ontstaat, is niet helemaal bekend. Mogelijk zijn er meerdere hormonen bij betrokken. PCOS komt bij 5 tot 10 % van alle vrouwen voor en is vaak familiaal gebonden. Het is de meest voorkomende hormonale afwijking bij vrouwen.

©VANIN

Hormonen duiken op in tal van facetten in je dagelijkse leven. Ze kunnen daar een negatieve invloed op uitoefenen.

Ook in het menselijk lichaam kunnen hormonen problemen veroorzaken.

4.1 HOE KUNNEN HORMONEN VOOR PROBLEMEN ZORGEN?

Doordat hormonen voorkomen in de omgeving en in de voeding, kunnen ze voor ongewenste effecten zorgen.

Fig. 4.4

Fig. 4.5

1 Vaak hoor je de wildste verhalen over zwangere vrouwen en hun bizarre eetgewoontes.

Lees het artikel en beantwoord daarna de vragen.

a Klopt het gezegde ‘Je eet voor twee tijdens de zwangerschap’ volgens het artikel?

c Is de schade aan het kind op het vlak van eetgewoontes onomkeerbaar? Verklaar. 4.2

b Welke drie risico’s (korte en lange termijn) zijn er verbonden aan een vet- en suikerrijke voeding tijdens de zwangerschap?

Fig. 4.6

ARTIKEL

2 Uit het ar tikel bij opdracht 1 kun je afleiden dat de voeding van de moeder een belangrijk effect heeft op de ontwikkeling van het ongeboren kind.

a Niet alleen via de voeding worden er stoffen doorgegeven. Ook schadelijke stoffen zoals nicotine, medicijnen, drugs … kunnen overgaan van moeder op ongeboren kind en ernstige gevolgen hebben voor de ontwikkeling van het embryo en de foetus. Leg uit dat het moment waarop de vrucht in contact komt met schadelijke externe factoren cruciaal is.

©VANIN

b De invloed van externe schadelijke factoren op een zwangerschap wordt grondig onderzocht. Noteer de factoren, die hieronder opgesomd zijn, in de correcte kolom van de tabel. – softenonbaby’s – het effect van röntgenstraling tijdens de zwangerschap – de blootstelling aan radioactieve straling – het effect van roken – het effect van drugs (zoals heroïne, methadon enzovoort) – toxoplasmose – het zikavirus – het rubellavirus – het hiv-virus – het effect van alcohol op de zwangerschap –

gezondheidsgedragfactoren uit het leefmilieuimpact van besmettingen

c Kies één van de factoren uit en maak een verslag van één pagina. Je vindt hiervoor een sjabloon bij het onlinelesmateriaal. Vermeld zeker de effecten op de ontwikkeling van een embryo/foetus.

d Waar kun je op letten om de zwangerschap voorspoedig te laten verlopen?

Schadelijke stoffen kunnen via de placenta getransporteerd worden naar het ongeboren kind.

Die stoffen kunnen levensbedreigende effecten veroorzaken op korte of lange termijn.

Een gezonde levensstijl is van het grootste belang om de zwangerschap voorspoedig te laten verlopen.

Test jezelf: oefening 8

4.2 EET JE E CHT VOOR TWEE TIJDENS DE ZWANGERSCHAP?

Tijdens de zwangerschap moet je zeker niet voor twee eten. Je draagt wel de verantwoordelijkheid voor de gezondheid van jezelf en van je ongeboren baby.

©VANIN

1 Even opfrissen

Het voortplantingsstelsel is een

Aha! Aha!

Er zijn verschillende

2 Biologische feedback en voortplanting

De regeling van de geslachtshormonen is een voorbeeld van .

Zo zorgen ze voor de ontwikkeling van de

De geboorte van een kind is een voorbeeld van .

Door het drukken van het hoofdje op de baarmoederwand komt de productie van oxytocine op gang.

Daardoor trekt de baarmoeder samen, zodat de druk van het hoofdje groter wordt.

Dat resulteert in een nog grotere productie van oxytocine.

3 De voortplanting in stappen

Het mannelijk geslachtshormoon ( ) brengt de ontwikkeling van de secundaire geslachtskenmerken op gang.

De geslachtshormonen bij de vrouw hebben een invloed op de ontwikkeling van de geslachtsorganen, de regeling van de menstruatiecyclus en de innesteling van een bevruchte eicel in de baarmoederwand.

Ze helpen ook bij de bevalling en stimuleren de melkproductie.

De belangrijkste hormonen die een rol spelen tijdens de menstruatiecyclus zijn:

– het (FSH) dat de follikels in de eierstok laat rijpen,

– dat het baarmoederslijmvlies dikker maakt,

– het (LH) dat de follikel laat barsten,

– dat de baarmoeder voorbereidt op het innestelen van een bevruchte eicel.

©VANIN

Wanneer , is er sprake van bevruchting

wordt een zygote genoemd die zich .

Na de innesteling ontwikkelt het embryo zich verder. De eerste elf weken , daarna van .

Al van bij de innesteling is het embryo

SYNTHESE

Dat uitwisselingsorgaan zorgt voor

4 Gezondheidszorg

Hormonen duiken op in tal van facetten in je dagelijkse leven. Ze kunnen daar een negatieve invloed op uitoefenen.

In het menselijk lichaam kunnen hormonen problemen veroorzaken.

Schadelijke stoffen kunnen via de getransporteerd worden naar het ongeboren kind.

Die stoffen kunnen

Een gezonde levensstijl is van het grootste belang om de zwangerschap voorspoedig te laten verlopen.

Wat ken/kan ik?

helemaal begrepen hier kan ik nog groeien pg.

Ik kan de organen van het mannelijk voortplantingsstelsel situeren. 9

Ik kan de functie van de organen in het mannelijk voortplantingsstelsel omschrijven. 11

Ik kan de organen van het vrouwelijk voortplantingsstelsel situeren. 10

Ik kan de functie van de organen in het vrouwelijk voortplantingsstelsel omschrijven. 11

Ik weet dat de regeling van de geslachtshormonen in het menselijk lichaam een voorbeeld is van negatieve feedback.

Ik kan omschrijven dat de geboorte van een kind een voorbeeld is van positieve feedback.

Ik kan het belang van de menstruatiecyclus bij de voortplanting omschrijven.

Ik kan omschrijven wat bevruchting is.

Ik kan de bevruchting situeren in de menstruatiecyclus.

Ik kan aanduiden waar de bevruchting gebeurt in het lichaam van de vrouw.

Ik kan de belangrijke fasen (zygote, stamcellen, embryo, foetus) in de ontwikkeling van zygote tot pasgeboren kind met elkaar vergelijken.

Ik ken het verschil tussen een embryo en een foetus.

Ik weet dat stamcellen geen specifieke functie hebben, maar dat ze zich kunnen ontwikkelen tot verschillende celtypes.

Ik kan het verloop van een zwangerschap herkennen aan de hand van afbeeldingen.

Ik weet dat de placenta een belangrijk uitwisselingsorgaan is tussen de moeder en het ongeboren kind.

Ik weet dat de aanwezigheid van hormonen in het milieu en de voeding voor problemen kan zorgen.

Ik kan omschrijven dat hormonen in het lichaam aanleiding kunnen geven tot een aantal aandoeningen.

Ik kan omschrijven dat eetgewoontes een heel belangrijke invloed hebben op de ontwikkeling van een gezond embryo en een gezonde foetus.

Ik kan factoren opsommen die kunnen bijdragen om de zwangerschap voorspoedig te laten verlopen.

Ik weet dat de invloed van externe schadelijke factoren op een zwangerschap te herleiden zijn tot: gezondheidsgedrag, factoren uit het leefmilieu en impact van besmettingen.

Ik kan met voorbeelden illustreren dat preventieve maatregelen de schade aan embryo en foetus opgelopen door omgevingsfactoren, kunnen vermijden of beperken.

Je kunt deze checklist ook op invullen bij je Portfolio. CHECKLIST

13, 14

14, 15

17-19

20, 21

20-23

21, 22

21-23

23, 24

25, 27

26, 27

28, 29

TEST JEZELF

1 Bestudeer de figuur van het mannelijk voortplantingsstelsel.

a Benoem de aangeduide organen.

b Welke organen van de afbeelding maken geen deel uit van het voortplantingsstelsel? Bij welk stelsel horen ze wel?

2 Bestudeer de figuur van het vrouwelijk voortplantingsstelsel.

a Benoem de aangeduide organen.

©VANIN

3 Benoem met de letters de plaats in het orgaan waar: a de bevruchting plaatsvindt b de innesteling van de bevruchte eicel plaatsvindt

binnen 24 uur

binnen 48 uur

binnen 2 tot 4 dagen binnen 5 tot 7 dagen

De eicel sterft en wordt afgebroken in de baarmoeder.

De eicel sterft en wordt afgebroken in de eileider.

De eicel sterft en wordt afgebroken in de eierstok.

6 Benoem de aangeduide onderdelen en stadia.

1rijping van de follikel

2rijping van het gele lichaam

3eisprong of ovulatie

4bevruchting

5bevruchte eicel

6celdelingen van de zygote

7innesteling

8eileider

9eileidertrechter

10eierstok

11baarmoeder

12baarmoederhals

13vagina

4 Hoeveel dagen na de ovulatie nestelt een bevruchte eicel (zygote) zich in het baarmoederslijmvlies?

5 Een eicel wordt na de ovulatie niet binnen 24 uur bevrucht. Wat gebeurt er met de eicel?

©VANIN

De eicel gaat terug naar de eierstok zodat deze bij een volgende ovulatie nogmaals gebruikt kan worden.

7 Farah is 16 jaar en menstrueert nog maar enkele maanden. Haar cyclus is nog erg onregelmatig. Ze noteert haar menstruatie regelmatig in haar smartphone in een speciale kalenderapp om te kijken hoe de cyclus zich ontwikkelt. Als ze die beter leert kennen, kan ze beter inschatten wanneer ze haar volgende menstruatie kan verwachten.

a Lees in de beschrijving wanneer Farah menstrueerde in de afgelopen maanden en hoelang die duurde.

– Ze menstrueerde op 1 mei gedurende 5 dagen.

– De volgende menstruatie begon op 10 juni en duurde ook 5 dagen.

– Ze kreeg haar volgende menstruatie op 12 juli, ook toen duurde die 5 dagen.

– In augustus ging Farah met haar ouders op vakantie. Haar menstruatie liet langer op zich wachten. De menstruatie kwam pas op 24 augustus, dit keer voor 7 dagen.

– De volgende menstruatie begon op 21 september en duurde 5 dagen.

– Ook op 23 oktober kreeg Farah haar menstruatie. Die duurde ook 5 dagen.

b Kleur de duur van de menstruatie op de kalender.

maand dag

januari

februari

maart

april

mei

juni

juli

augustus

september

oktober

november

december

©VANIN

123456789101112131415161718 19 202122232425262728293031

c Duid de eisprong aan in de maanden mei, juni, juli en augustus met een blauwe ster. Wat valt je op?

d Wanneer kan Farah haar volgende menstruatie ongeveer verwachten, uitgaande van een gemiddelde cyclusduur van 30 dagen?

8 Rangschik de externe factoren die een invloed op de zwangerschap kunnen uitoefenen in de juiste kolom. Je mag extra informatie opzoeken.

– het wekelijks eten van fastfood – het drinken van alcohol – toxoplasmose – syfilis – loodvergiftiging

gezondheidsgedragfactoren uit het leefmilieuimpact van besmettingen

Verder oefenen? Ga naar .

©VANIN

Omzetting en transport van energie ©VANIN

1 DE GROOTHEID ENERGIE

2 ENERGIEOMZETTINGEN

3 POTENTIËLE EN KINETISCHE ENERGIE

4 RENDEMENT BIJ ENERGIEOMZETTINGEN

5 ENERGIEZUINIGE EN DUURZAME SYSTEMEN

©VANIN

We kunnen de overmaat aan groene stroom 'bewaren' in de vorm van waterstof.

Openingsfoto: NortH2 (Eemshaven, Groningen) wil groene waterstof gaan produceren met behulp van stroom die door een windpark op zee wordt opgewekt.

Als we waterstof verbranden, dan is water het enige restproduct. Waterstof wordt daarom al decennialang beschouwd als een zeer interessante koolstofvrije energiedrager. Alleen is het traditionele proces om waterstof te produceren – fossiele brandstoffen blootstellen aan stoom – absoluut niet koolstofvrij. Waterstof die op die manier wordt geproduceerd noemen we grijze waterstof. Als de koolstofdioxide wordt opgevangen en afgezonderd, dan hebben we het over blauwe waterstof.

Bron: EOS

Bron: Het Nieuwsblad

1 DE GROOTHEID ENERGIE

HEBBEN ALLEEN LEERLINGEN v EEL ENERGIE?

1 Je hebt de hele dag met energie te maken.

Noteer een viertal voorbeelden waarbij je in contact komt met energie.

2 Energie is een grootheid, die voorgesteld wordt met het symbool ‘E’.

a In het dagelijks leven worden verschillende eenheden gebruikt voor energie. Noteer het symbool en de naam van die eenheden onder de afbeeldingen.

b Sommige van de eenheden en afgeleide eenheden voor de grootheid energie behoren tot het SI-stelsel. Kruis aan welke dat zijn.

Cal, kcal, Mcal J, kJ, MJ Wh, kWh, MWh W, kW, MW

Interessant om weten

Het SI-stelsel of het internationaal stelsel is opgericht door wetenschappers om gemakkelijk wetenschappelijke meetgegevens uit te wisselen. Dat was nodig omdat heel wat landen hun eigen eenheden hadden voor massa, tijd, lengte … In 1960 werd dat stelsel ingevoerd in heel wat landen.

Het beheren van het SI-stelsel gebeurt door het ‘Bureau international des poids et mesures’ in Frankrijk.

Fig.

Fig. 1.2

Fig. 1.3

Fig. 1.4

3 In de tabel staan enkele voorbeelden die te maken hebben met energiehoeveelheid.

a Duid aan of het om een infographic, energielabel of iets anders gaat.

b Is het een meettoestel, een informatieve voorstelling of een model?

c Omschrijf de voorbeelden.

omschrijving

a infographic energielabel andere

b model meettoestel informatieve voorstelling

a infographic energielabel andere

b model meettoestel informatieve voorstelling

a infographic energielabel andere

b model meettoestel informatieve voorstelling

Energie is een grootheid die voorgesteld wordt met het symbool E. De SI-eenheid is joule (J)

In de voedingsindustrie is de oude eenheid van energie nog altijd ingeburgerd: de calorie (cal) en de kilocalorie (kcal).

©VANIN

In heel wat technische systemen wordt de energiehoeveelheid opgevolgd zodat die optimaal gebruikt kan worden. Die energiehoeveelheid kan voorgesteld worden met een infographic of een label.

Test jezelf: oefeningen 1, 2 en 3

HEBBEN ALLEEN LEERLINGEN v EEL ENERGIE?

Ook in het dagelijks leven vind je veel vormen van energie.

Fig. 1.5

Fig. 1.6

Fig. 1.7

2 ENERGIEOMZETTINGEN

Is elke energieomzetting gewenst?

Energie komt voor in verschillende energievormen. De belangrijkste energievormen zijn:

– chemische energie (energie opgeslagen in stoffen);

thermische energie (als gevolg van de temperatuur van een voorwerp);

– kinetische energie (gekoppeld aan de snelheid van een bewegend voorwerp);

– elektrische energie (geleverd door een elektrische stroom);

stralingsenergie (geleverd door bv. een lichtgevende bron);

– potentiële energie (die afhangt van een bepaalde positie/toestand);

– kernenergie (afkomstig uit de kern van een atoom).

Bij energieomzettingen wordt de ene energievorm omgezet in een andere energievorm.

1 Je ontdekt aan de hand van twee toepassingen uit het dagelijkse leven hoe de ene energievorm wordt omgezet in een andere energievorm.

a Welke energieomzettingen in een benzinewagen horen bij welke omschrijvingen?

Combineer het cijfer met de correcte letter.

1 chemische energie  kinetische energie

2 kinetische energie  elektrische energie

3 elektrische energie  stralingsenergie

4 chemische energie  thermische energie

A De elektrische energie ontstaat in de alternator

B De motor van de wagen wordt warm tijdens het rijden.

C De brandstofmotor laat de wagen rijden.

D De lampen van de wagen branden.

1234

©VANIN

b Tijdens een wandeling in het park merk je een spuitende fontein op.

b1 Wat is het doel van het spuitende water?

Fig. 2.1

Fig. 2.2

b2 Welke energieomzettingen grijpen er plaats? Combineer het cijfer met de correcte letter.

1 elektrische energie  kinetische energie A De draaiende motor spuit het water omhoog.

2 kinetische energie  kinetische energie B De motor van de fontein wordt warm door het draaien.

3 elektrische energie  thermische energie C De motor draait.

2 Bij het draaien van motoren (van bijvoorbeeld een auto of een fontein) ontstaat er vaak thermische energie. Dat ga je experimenteel onderzoeken.

O nderzoek 1

1 ONDERZOEKSv RAAG

Formuleer een onderzoeksvraag met de volgende begrippen: elektromotor – temperatuur – draaien

2 HYP OTHESE

©VANIN

3 BENODIGDHEDEN regelbare spanningsbron snoeren elektromotor statief statiefnoot kolfklem gevoelige digitale thermometer

4 WERK WIJZE

1 Maak een gesloten stroomkring zoals getoond wordt op de foto.

2 Meet de temperatuur van de motor alvorens die ingeschakeld wordt.

3 Schakel de spanningsbron aan en stel de maximumspanning in voor de motor.

4 Laat de motor gedurende drie minuten (180 s) draaien.

5 Lees de temperatuur af om de 60 seconden.

Fig. 2.3

risicoanalyse

5 WAARNEMING

6 BESLUIT

7 REFLE CTIE

a Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

b Wat neem je waar als de motor langer draait?

3 In de beide voorbeelden van de auto en de fontein is het duidelijk dat bepaalde energieomzettingen gewild zijn en dus nuttig, maar dat er vaak een energievorm ontstaat die helemaal niet nuttig is en zorgt voor niet-bruikbare energie.

a Vul de tabel in.

©VANIN

benzinewagen fontein nuttige energieniet-nuttige energienuttige energieniet-nuttige energie

b In een wagen met een verbrandingsmotor is thermische energie soms toch nuttige energie. Verklaar.

Tijdens een energieomzetting wordt de ene energievorm omgezet in een andere.

Bij een energieomzetting ontstaat zowel nuttige als niet-nuttige energie

Test jezelf: oefeningen 4 en 5

Is elke energieomzetting gewenst?

Bij een energieomzetting ontstaat vaak thermische energie. Die is meestal niet verder bruikbaar. Niet elke energieomzetting is dus gewenst.

©VANIN

3 POTENTIËLE EN KINETISCHE ENERGIE

kan er energie verdwijnen?

1 In een pretpark vind je altijd wel een rollercoaster of achtbaan. In het ene pretpark is die al wat hoger dan in het andere. Heel vaak wordt het karretje opgetrokken naar een hoog punt en dan begint de race.

a Waarom wordt het karretje naar een hoog punt opgetrokken?

b Welke vorm van energie heeft het karretje opgestapeld op het hoogste punt?

Die energie is het gevolg van de positie van het karretje.

c Welke kracht zorgt ervoor dat het wagentje naar beneden rijdt?

d De potentiële energie die het karretje opgebouwd heeft door de zwaartekracht (gravitatie) wordt ook nog anders genoemd. Hoe?

e Terwijl het wagentje naar beneden rijdt, wordt zijn snelheid groter. Welke vorm van energie bouwt er zich dan op?

©VANIN

f Tijdens de verschillende loopings die het wagentje uitvoert op de achtbaan is er voortdurend omzetting van energie naar energie en omgekeerd.

2 Bij de diverse loopings is er niet alleen omzetting van potentiële in kinetische energie en omgekeerd, maar ontstaat er nog een andere vorm van energie. Dat kun je aantonen met de volgende experimentjes.

a Wrijf stevig in je handen. Wat voel je?

b Neem een alcoholthermometer en wrijf met een wollen doek over het alcoholreservoir. Wat zie je?

Fig. 3.1

c Klop een vrij grote spijker in een dikke plank. Voel aan de spijker als hij halverwege in de plank geslagen is. Wat merk je op?

d Bij al die experimentjes ontstaat er thermische energie door wrijving. De energie die zo ontstaat, is wrijvingsenergie. Hoe ontstaat er wrijvingsenergie bij de wagentjes op de achtbaan?

e Je weet nu welke energieomzettingen er gebeuren op een rollercoaster. Plaats de energievormen aan de hand van de cijfers op de juiste plaats op de tekening.

1 Gravitatie-energie

2 Thermische energie

3 Kinetische energie

Als het wagentje helemaal beneden staat, is de gravitatie-energie gelijk geworden aan nul en de kinetische energie is dan maximaal

Tijdens de ‘val’ wordt thermische energie afgestaan aan de omgeving zodat die niet meer gebruikt kan worden voor de aandrijving van de wagentjes.

De totale hoeveelheid energie blijft behouden.

Dat is de wet van behoud van energie

Energie kan omgezet worden van de ene vorm in de andere, maar de totale energie blijft gelijk.

De energie die gebruikt wordt om de wagentjes aan te drijven is gewild en dus nuttige energie; de thermische energie die ontstaat is niet gewild. Dat is niet-nuttige energie

©VANIN

Interessant om weten

Helaas heeft men later ingezien dat dit onmogelijk is. Er wordt immers altijd energie omgezet in wrijvingsenergie waardoor geen enkel systeem in beweging kan blijven.

Fig. 3.2

Fig. 3.4

Fig. 3.3

4 Er bestaan ook nog andere vormen van potentiële energie.

Als je bijvoorbeeld een elastiekje opspant en daarna loslaat, schiet het weg. In het opgespannen elastiekje zit er dus ook potentiële energie opgestapeld. Dat noem je elastische energie. Die is het gevolg van de gespannen toestand.

Je ontdekt de grootte van deze energie in het volgende onderzoek.

O nderzoek 2

1 ONDERZOEKSv RAAG

Formuleer een onderzoeksvraag.

2 HYP OTHESE

3 BENODIGDHEDEN dynamometer tot 10 N statiefstaaf (100 cm) statiefstaaf (20 cm) statiefvoet statiefnoot elastiekje uitwisbare stift lat 30 cm lintmeter 10 m

4 WERK WIJZE

1 Bouw de proefopstelling zoals getoond wordt op de afbeelding.

2 Hang het elastiekje aan de dynamometer.

3 Duid op de verticale statiefstaaf een lengte aan van 3 cm, 6 cm, 9 cm en 12 cm vanaf de onderkant van het elastiekje.

©VANIN

4 Rek het elastiekje 3 cm uit en meet de kracht met de dynamometer. Noteer de waarde in de tabel.

5 Herhaal de werkwijze van stap 4 als je het elastiekje over 6, 9 en 12 cm uitrekt.

6 Duid op de grond de plaats aan waar je gaat staan.

7 Maak het elastiekje los van de dynamometer.

8 Ga op de plaats staan die je daarnet hebt aangeduid. Rek het elastiekje 3 cm uit en schiet het horizontaal weg. Meet de afstand tussen de plaats waar je staat en de plaats waar het elastiekje gevallen is. Noteer die waarde in de tabel.

9 Herhaal de werkwijze van stap 7 als je het elastiekje over 6, 9 en 12 cm uitrekt.

Fig. 3.6

risico

5 WAARNEMING luitrekking (cm) F (kracht in N) s (afstand in m)

6 BESLUIT

Hoe groter de kracht op de elastiek, hoe kleiner / groter de uitrekking van de elastiek. Hoe kleiner / groter de uitrekking van de elastiek, hoe verder de elastiek wegschiet.

Hoe groter de kracht op de elastiek, hoe meer die uitgerekt wordt, hoe kleiner / groter de potentiële energie in de elastiek.

7 REFLE CTIE

a Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

b Potentiële energie als gevolg van een uitrekking noem je

c Op een grote kermis vind je vaak een ‘katapult bungee’. Bij deze kermisattractie neem je plaats in een zetel die omgeven is door een metalen kooi. De kooi hangt met twee elastische touwen vast aan twee pilaren. De twee elastieken worden opgespannen. Vervolgens wordt de kooi in de lucht gekatapulteerd.

c1 Waarom worden de elastische touwen opgespannen? Gebruik energievormen in je uitleg.

©VANIN

c2 Waarom mogen de elastische touwen niet te hard aangespannen worden?

Fig. 3.7

Fig. 3.8

c3 Waarom moeten de passagiers een beugel en een gordel dragen?

Interessant om weten

Een flipperkast vind je vaak terug in een café of taverne. Het principe is erg simpel. Een stalen bal wordt met een veer weggeschoten. Potentiële energie in de opgespannen veer wordt omgezet naar kinetische energie van de bal. Daarna begint het spel echt, want door de zwaartekracht wil de stalen bal naar de opening rollen.

Door allerlei klepjes kun je de bal zo lang mogelijk tegenhouden, maar uiteindelijk wint de zwaartekracht en stopt de race. Je kunt dus heel wat fysica koppelen aan deze toepassing.

Potentiële energie is de energie die het gevolg is van een bepaalde positie of toestand – Als de potentiële energie het gevolg is van zwaartekracht, dan noemen we die gravitatie-energie

Als de potentiële energie het gevolg is van een uitrekking of de kracht op deze uitrekking, dan spreken we van elastische energie

Kinetische energie is de energie die vrijkomt als een voorwerp in beweging komt.

Bij energieomzettingen wordt de ene energievorm omgezet in de andere en ontstaat er zowel nuttige als niet-nuttige energie. De totale hoeveelheid energie blijft echter behouden Dat is de wet van behoud van energie

Test jezelf: oefeningen 6 en 7

Bij een energieomzetting wordt er zowel nuttige als niet-nuttige energie geproduceerd. De niet-nuttige energie kan niet meer ‘gebruikt’ worden en daardoor lijkt het erop dat er energie verloren gaat. Dat is niet het geval want de totale energie blijft behouden. kan er energie verdwijnen?

©VANIN

Fig. 3.9

4 RENDEMENT BIJ ENERGIEOMZETTINGEN

KUN JE ELEKTRISCHE ENERGIE MEER DOEN RENDEREN?

1 Thermische energie als niet-nuttige energie komt ook vrij bij lampen.

Maar is dat bij alle lampen even veel? Je onderzoekt dat voor twee verschillende lampen die allebei een lichtsterkte van 600 lumen produceren.

Onderzoek 3

1 ONDERZOEKSv RAAG

Formuleer een onderzoeksvraag.

2 HYP OTHESE

3 BENODIGDHEDEN

Teken eerst de proefopstelling en vul daarna de lijst met de benodigdheden aan.

snoer met stekker en fitting (E27)

lamp 1 ( W) met E27-voet

lamp 2 ( W) met E27-voet

Fig. 4.1

risicoanalyse

4 WERK WIJZE

Noteer je werkwijze.

5 WAARNEMING

Noteer je waarnemingen in de tabel.

©VANIN

6 BESLUIT

7 REFLE CTIE

a Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

b Welke lamp heeft de meeste elektrische energie nodig om een lichtsterkte van 600 lumen te produceren?

Bij elke energieomzetting ontstaat er thermische energie. Die energie is niet langer bruikbaar voor het systeem. Dat verlies aan nuttige energie wordt in de fysica energiedissipatie genoemd.

Het rendement geeft de verhouding weer tussen de hoeveelheid nuttige energie en de totale energie die in het systeem wordt gebracht. We kunnen het rendement (ŋ) berekenen met de volgende formule.

Enuttig x 100%

ŋ = Etotaal

– Het rendement (ŋ) wordt uitgedrukt in een percentage (%).

De totale energie (Etotaal) is de energie die door het systeem gebruikt wordt. Ze wordt uitgedrukt in joule (J), watt per seconde (W/s) of kilowattuur (kWh).

De nuttige energie (Enuttig) is de energie (uitgedrukt in J, W/s, kWh) die nuttig gebruikt wordt; het is de energie die je wilt produceren.

2 Het is natuurlijk de bedoeling dat er zo weinig mogelijk energie omgezet wordt in nietbruikbare thermische energie. Anders gezegd: er wordt geprobeerd om het rendement van elk toestel te optimaliseren.

a Wat is het hoogst mogelijke rendement?

b Wat betekent het als het rendement hoog is?

c Bereken het rendement van enkele kookplaten. De waarde die je in de tabel terugvindt, is het jaarlijks energieverbruik (in kJ) per kookplaat.

Etotaal per jaar (kJ) Enuttig per jaar (kJ) ŋ

644 400521 964

000521 640

Fig. 4.2 inductiekookplaat

Fig. 4.3 keramische kookplaat

Fig. 4.4 gasfornuis

3 Voor de productie van de elektriciteit die we dagelijks gebruiken zijn er systemen nodig die een vorm van energie omzetten in elektrische energie. Daarbij wordt er alles aan gedaan om het rendement zo hoog mogelijk te krijgen.

In de tabel hieronder zie je het rendement van enkele mogelijke systemen.

klassieke thermische centrale33-40

kerncentrale

33-40

stoom- en gascentrale 50-60

zonnepanelen

windturbines

10-25

20-25

a Welke energieomzettingen vinden er plaats in een klassieke thermische centrale zodat er elektriciteit op het net kan gebracht worden? Gebruik de figuur. Hou ook rekening met energiedissipatie.

©VANIN

b Welke gelijkenissen en verschillen zijn er tussen een klassieke thermische centrale en een kerncentrale? Haal eventueel de nodige informatie van internet.

gelijkenissen: verschillen:

Fig. 4.5

c In de tabel op de vorige pagina zie je het rendement van enkele systemen voor elektriciteit. Welke energiebron heeft het grootste rendement? Noteer hiervoor de verklaring aan de hand van het artikel dat je via het onlinelesmateriaal kunt vinden.

d Hoewel het rendement van windturbines en zonnepanelen niet zo hoog is, wil men ook deze weg inslaan om elektriciteit te produceren. Geef enkele redenen.

e Wil je nog meer weten over energiecentrales en hun rendement? Ga dan via het onlinelesmateriaal naar de ontdekplaat.

Interessant om weten

Aan het eind van de 19de eeuw was de productie van elektriciteit een privégebeuren. Het gebeurde door fabrieken, hotels, rijke privéwoningen … De toepassing ervan bleef beperkt tot verlichting.

Doordat de behoefte aan elektriciteit steeds groter werd, groeide het idee om op een grootschalige manier elektriciteit te produceren en te verdelen.

Ninove was de eerste Belgische stad die zijn eigen elektriciteitscentrale had. Nadien volgden andere grote steden zoals Luik en Gent.

In 1898 werd de eerste elektriciteitscentrale gebouwd in Tubize met als doel over de grenzen van de gemeenten elektriciteit te verdelen. De behoefte aan elektriciteit groeide met de dag, waardoor steeds meer van deze thermische elektriciteitscentrales gebouwd werden.

©VANIN

Later ontdekte men dat met een kerncentrale nog meer elektriciteit opgewekt kon worden, zonder bovendien broeikasgassen uit te stoten.

In 1956 werd in Mol de eerste kernreactor gebouwd voor wetenschappelijk onderzoek.

Pas in 1969 werd groen licht gegeven voor de bouw van de eerste kerncentrales in Doel en Tihange. Het sluiten van de kerncentrales staat nog steeds ter discussie.

Fig. 4.7

Fig. 4.6

ONTDEKPLAAT

Bij elke energieomzetting in een technisch systeem ontstaat er naast nuttige ook niet-nuttige energie Dat is meestal onder de vorm van thermische energie. Die energie is niet langer bruikbaar voor het systeem. Dat verlies aan nuttige energie wordt in de fysica energiedissipatie genoemd.

Het rendement geeft de verhouding weer tussen de hoeveelheid nuttige energie en de totale energie die in het systeem wordt gebracht. We kunnen het rendement (ŋ) berekenen met de volgende formule.

ŋ = Etotaal Enuttig x 100%

Test jezelf: oefeningen 8 en 9

KUN JE ELEKTRISCHE ENERGIE MEER DOEN RENDEREN?

©VANIN

Elektriciteit is een spaarzaam goed. Daarom poogt men steeds meer om elektriciteit op een duurzame manier te produceren en om het rendement van toestellen te optimaliseren.

5 ENERGIEZUINIGE EN DUURZAME SYSTEMEN

ZIJN PASSIEFHUIZEN INTERESSANT vOOR JE BUDGET ?

1 Om elektriciteit in een woning te krijgen, wordt er een grote afstand overbrugd. Eerst wordt de elektriciteit geproduceerd, daarna getransformeerd om ze op het elektriciteitsnet te steken en ten slotte wordt de elektriciteit getransporteerd tot in de woning. Daar wordt die verbruikt bij een energieomzetting.

a Raadpleeg de elektriciteitsfactuur van bij je thuis. Hoe wordt de prijs bepaald van het elektriciteitsverbruik in een woning?

b Welke grootheid wordt er gemeten in een elektriciteitsmeter?

2 Elk elektrisch apparaat heeft een bepaald actief vermogen (P). Het actief vermogen wordt uitgedrukt in watt (W) en staat vermeld op het apparaat. Hoe hoger het vermogen, hoe meer energie het systeem nodig heeft om zijn taak uit te voeren.

Zo kan een plasma-tv een vermogen hebben van 344 W en een led-tv een vermogen van amper 20 W. Als beide toestellen even lang zijn ingeschakeld, zal de led-tv dus minder energie verbruiken.

a Waarom is het beter om in jouw woning halogeenlampen (42 W) te vervangen door ledlampen (6 W) als ze toch dezelfde lichtsterkte produceren?

©VANIN

b Kijk op het gegevensplaatje van de broodrooster op de foto hiernaast. Neem ook een scheerapparaat bij je thuis en bestudeer het gegevensplaatje. Hoe groot is het vermogen van de toestellen?

Fig. 5.1

Fig. 5.2

c Waarom is het vermogen van de broodrooster zoveel groter dan dat van een scheerapparaat?

Elektrisch vermogen is de hoeveelheid opgenomen of afgegeven energie per seconde.

Het gemiddeld actief vermogen (P) wordt uitgedrukt in watt (W).

– Het energieverbruik (ΔE) geeft informatie over hoeveelheid energie die het toestel nodig heeft binnen een bepaalde tijd. Het wordt uitgedrukt in wattseconde (Ws) of in joule (J).

– 1 kWh = 1 000 W x 3 600 s = 3 600 000 Ws = 3 600 000 J.

– De tijdsduur (Δt) wordt uitgedrukt in seconde (s).

3 In elke woning treffen we open, gesloten en geïsoleerde systemen aan.

In een open systeem wordt er materie en energie uitgewisseld met de omgeving. In een gesloten systeem wordt er geen materie, maar wel energie uitgewisseld met de omgeving. Geïsoleerde systemen wisselen noch materie, noch energie uit met de omgeving.

Een paar voorbeelden maken dat duidelijk.

– Een kookpot zonder deksel is een open systeem. Bij het koken van voedsel wordt er energie uitgewisseld en er ontsnappen dampen uit de kookpot.

– Een kookpot met deksel is een gesloten systeem. Er wordt wel energie uitgewisseld, maar er ontsnappen geen dampen.

– Een thermosfles is een geïsoleerd systeem. De temperatuur blijft gedurende lange tijd behouden (er is dus geen energie-uitwisseling) en er ontsnappen ook geen dampen.

a Welke systemen zijn open systemen? Kruis de correcte voorbeelden aan.

©VANIN

elektrisch straalkacheltje houtstoof

verwarmingsketel op aardgas boormachine

laptop

b Noem twee gesloten systemen.

Fig. 5.3

Fig. 5.4

c Verklaar de uitspraak: ‘De huizen van de toekomst streven naar een geïsoleerd systeem.’

d Tegenwoordig worden er meer en meer passiefhuizen gebouwd.

Op dit moment is een van de criteria voor een passiefhuis dat het niet meer dan 15 kWh/m² per jaar verbruikt. Men streeft ernaar om dat cijfer nog lager te krijgen. Om aan deze eis te voldoen, zijn er heel specifieke voorwaarden.

Zoek op het internet een drietal criteria waaraan passiefhuizen moeten voldoen.

Interessant om weten

In 1996 heeft men onder de ijskap van Antarctica meren ontdekt. Er zouden ongeveer 140 meren zijn op dit continent, waarvan het Vostokmeer het grootste is.

De ijsmassa boven het meer is 3 623 m dik. Door het onderzoek van die ijsmassa heeft men ontdekt dat het meer al meer dan 500 000 jaar afgedekt zou zijn.

Men heeft gewacht tot 2012 om te boren tot het wateroppervlak om er watermonsters te nemen. Dat was enerzijds omdat de toenmalige boortechnieken het water konden vervuilen en daardoor het leven in het water konden verstoren.

©VANIN

isolatie compact geometrische vorm groene energie passie uis

Maar anderzijds vreesde men ook voor het bestaan van eventuele micro-organismen die het leven op aarde konden beïnvloeden.

Het meer is een geïsoleerd systeem met een watertemperatuur van –3 °C. Men stelde vast dat het zuurstofgehalte in het water heel hoog was; er is dus zeker leven mogelijk.

Het onderzoek van dit meer kadert in het onderzoek naar mogelijk leven op ‘Europa’, een maan rond de planeet Jupiter, waarop gelijkaardige omstandigheden aanwezig zijn.

Fig. 5.5

Fig. 5.6

Vostokmeer

4 Bekijk de afbeeldingen van technische systemen waarmee je in je dagelijks leven in aanraking komt.

a Welke vorm van energie hebben die toestellen nodig om te kunnen functioneren?

b Hoe kan die energievorm opgewekt worden? Kruis de correcte antwoorden aan.

kerncentrales klassieke thermische centrales zonnepanelen windmolens wrijvingskracht steenkoolcentrales warmtepompen

©VANIN

c Welke van de bovenstaande toepassingen produceren elektriciteit op een duurzame manier?

d Waarom zijn dat duurzame energiebronnen?

Fig. 5.7

Fig. 5.8

Fig. 5.9

Fig. 5.11

Fig. 5.10

e Hoe wordt duurzame energie nog genoemd?

f Geef een definitie voor duurzame energie.

g Welke vorm van energie ontstaat er bij alle voorbeelden van de foto’s.

h Is dat nuttige of niet-nuttige energie?

5 Groene energie wordt steeds populairder en is niet meer weg te denken uit de huidige samenleving.

Waarom kiezen mensen voor groene energie?

Elk systeem heeft een actief vermogen (P) dat wordt uitgedrukt in watt (W)

Elektrisch vermogen is de hoeveelheid opgenomen of afgegeven energie per seconde.

Er is een onderscheid tussen open, gesloten en geïsoleerde systemen.

In een open systeem wordt er materie en energie uitgewisseld met de omgeving.

In een gesloten systeem wordt er geen materie maar wel energie uitgewisseld met de omgeving.

Geïsoleerde systemen wisselen noch materie, noch energie uit met de omgeving.

©VANIN

Duurzame energie is energie waarover de mens voor onbeperkte tijd kan beschikken.

Door de productie en het gebruik ervan wordt het milieu niet belast

Test jezelf: oefeningen 10, 11 en 12

ZIJN PASSIEFHUIZEN INTERESSANT vOOR JE BUDGET ?

Door goed te isoleren en duurzame energie te produceren kun je er inderdaad voor zorgen dat je energiefactuur laag is. Bovendien heeft dat een zeer gunstige invloed op het klimaat.

Fig. 5.12

Aha!

samenvatting

1 De grootheid energie

Energie is een grootheid die voorgesteld wordt met het

De SI-eenheid is

Aha!

In de voedingsindustrie is de oude eenheid van energie nog altijd ingeburgerd: de ( ) en de ( ).

In heel wat technische systemen wordt de energiehoeveelheid opgevolgd zodat die optimaal gebruikt kan worden.

2 Energieomzettingen

Tijdens een energieomzetting wordt de

Bij een energieomzetting ontstaat zowel als energie.

3 Potentiële en kinetische energie

Potentiële energie is de energie die het gevolg is van een bepaalde of

– Als de potentiële energie het gevolg is van , dan noemen we die

– Als de potentiële energie het gevolg is van een uitrekking of de kracht op deze uitrekking, dan spreken we van

Kinetische energie is de energie die vrijkomt

©VANIN

Bij energieomzettingen wordt de ene energievorm omgezet in de andere en ontstaat er zowel nuttige als niet-nuttige energie. De totale hoeveelheid energie blijft echter behouden

Dat is de wet

4 Rendement bij energieomzettingen

Bij elke energieomzetting in een technisch systeem ontstaat er naast nuttige ook niet-nuttige energie

Dat is meestal onder de vorm van . Die energie is niet langer bruikbaar voor het systeem. Dat verlies aan nuttige energie wordt in de fysica genoemd.

Het rendement geeft de verhouding weer tussen de en de die in het systeem wordt gebracht. We kunnen het rendement (ŋ) berekenen met de volgende formule:

ŋ = x 100%

5 Energiezuinige en duurzame systemen

Elk systeem heeft een actief vermogen (P) dat wordt uitgedrukt in watt (W) Elektrisch vermogen is de hoeveelheid opgenomen of afgegeven energie per seconde.

P =

Er is een onderscheid tussen open, gesloten en geïsoleerde systemen.

– In een open systeem wordt er –

In een gesloten systeem wordt er

– Geïsoleerde systemen wisselen

Duurzame energie is energie waarover de mens

Door de productie en het gebruik ervan wordt het milieu

©VANIN

CHECKLIST

Wat ken/kan ik?

Ik kan de grootheid energie uitdrukken in veelgebruikte eenheden: kcal, J, kJ.

Ik kan de verschillende energievormen (energiesoorten) herkennen in een systeem.

helemaal begrepen hier kan ik nog groeien pg.

43, 44

Ik kan het begrip energieomzetting omschrijven 43, 44

Ik kan energieomzettingen herkennen in verschillende systemen.

Ik kan de begrippen gravitatie-energie en elastische energie herkennen als potentiële energie in een systeem.

Ik kan kinetische energie omschrijven in een energieomzetting naar potentiële energie.

Ik weet dat bij een energieomzetting zowel nuttige als niet-nuttige energie kan ontstaan.

Ik begrijp dat er bij energieomzettingen geen energie verloren gaat. Dat is de wet van behoud van energie.

Ik kan duurzame energieomzettingen herkennen in dagelijkse toepassingen.

Ik kan het begrip ‘rendement’ definiëren

Ik kan het rendement berekenen bij dagelijkse toepassingen.

Ik kan het verband toelichten tussen de grootheid vermogen en het energieverbruik.

Ik ken het verschil tussen een open, een gesloten en een geïsoleerd systeem.

Ik kan een open, een gesloten en een geïsoleerd systeem herkennen in dagelijkse toepassingen.

43, 44

47-49

47, 48

58, 61-62

52-54

59, 60

Ik kan energiezuinige systemen herkennen aan de hand van bepaalde criteria. 60-62

Je kunt deze checklist ook op invullen bij je Portfolio.

TEST JEZELF

1 Op het etiket van een blikje frisdrank kun je heel wat informatie aflezen.

a Welke voedingsstoffen leveren de meeste energie?

b Wat is de energetische waarde van de frisdrank?

c Waarvoor kan een levend organisme die energie gebruiken?

2 Geef twee voorbeelden waarbij het belangrijk is om energie te meten.

Déclaration nutritionnelle : Voedingswaardevermelding:

Matières grasses/Vetten (dont acides gras saturés/ waarvan verzadigde vetzuren)

Glucides/Koolhydraten (dont sucres/waarvan suikers)

Protéines/Eiwitten

g (0 g)

3 Met welke eenheden van energie kom jij vaak in aanraking?

4 In de keuken worden heel wat elektrische apparaten gebruikt. Welke energieomzettingen vinden er plaats?

a Noteer ze in de tabel hieronder.

apparaat

energieomzettingen

b Bij welk van die toestellen is thermische energie nuttige energie?

5 Bekijk de energieomzettingen in een kerncentrale.

a Welk verschil is er tussen een klassieke thermische centrale en een kerncentrale bij het opwarmen van het water?

b Welke energieomzettingen zijn voor beide centrales hetzelfde?

c Is een kerncentrale ongunstig voor het versterkt broeikaseffect? Verklaar.

6 In het zuiden van het land is er voldoende hoogteverschil om waterkrachtcentrales te bouwen. De bekendste waterkrachtcentrale is die van Coo.

a Zet de volgende stappen over de werking van een waterkrachtcentrale in de juiste volgorde.

Stuwmeer ontstaat.

©VANIN

Water stroomt langs een drukleiding naar beneden.

Waterturbine draait aan een hoge snelheid.

Het water van een rivier wordt tegengehouden door een stuwdam.

In de generator wordt er elektriciteit opgewekt.

De elektriciteit wordt op het net gezet.

b Het stuwmeer ligt altijd hoger dan de generatoren. Leg uit met een energieomzetting dat dit noodzakelijk is.

7 Op een kermis zie je vaak een schiettent. De gebruikte wapens zijn uiteraard geen vuurwapens, maar luchtdrukgeweren. Wanneer de kolf geplooid wordt, kan het loodje in de loop geplaatst worden en tegelijkertijd wordt een krachtige veer opgespannen.

a Welke energieomzetting vindt er plaats als er aan de trekker wordt getrokken?

b Er zijn heel wat soorten luchtdrukgeweren die nog krachtiger zijn. Hoe kun je die verschillen verklaren?

8 In de huidige nieuwbouwhuizen worden vaak warmtepompen geïnstalleerd. Door de technische vooruitgang worden de pompen steeds beter.

a Die aanpassingen hebben invloed op het rendement. Waar wordt naar gestreefd? Kruis het juiste antwoord aan.

Rendement zo hoog mogelijk houden.

Rendement zo laag mogelijk houden.

Rendement constant houden.

Rendement aanpassen aan het energieverbruik.

b Hoe kun je dat verklaren?

©VANIN

9 Waarom is het rendement van windturbines niet altijd optimaal?

10 Duid bij de voorbeelden aan of het om een open, een gesloten of een geïsoleerd systeem gaat.

systeem open geslotengeïsoleerd

frietketel in een frituur

benzinewagen

diepvriezer

gesloten piepschuimverpakking

11 De meeste van de huizen zijn open systemen. Waarom is dat zo?

12 De elektriciteitsmeter in de elektriciteitskast meet het totale energieverbruik van alle ingeschakelde toestellen op de elektrische installatie in je huis. Als een plasma-tv (344 W) en een led-tv (20 W) gedurende een uur ingeschakeld zijn, hoeveel kilowattuur zouden ze dan elk op de elektriciteitsmeter bijtellen?

Verder oefenen? Ga naar .

©VANIN

Aspecten van een chemische reactie

WET VAN BEHOUD VAN MASSA

ENDOTHERME EN EXOTHERME REACTIES

Acetylsalicylzuur

energie opnemen

energie afgeven

Wat weet ik al over dit thema?

Ontdek deze en nog andere opties op .

Wat wil ik nog te weten komen?

1 WAT IS EEN CHEMISCHE REACTIE?

ZIJN CHEMISCHE REACTIES ALTIJD EX p LOSIEF?

1 In de eerste graad leerde je al het verschil tussen een fysisch verschijnsel en een chemische reactie.

Duid bij de voorbeelden in de tabel aan of het om een fysisch verschijnsel of een chemische reactie gaat. voorbeeld fysisch verschijnselchemische reactie stollen van lava verbranden van papier als je azijn op bakpoeder giet, wordt er koolstofdioxide gevormd was die aan de waslijn hangt te drogen rotten van een banaan ontstaan van een regenboog opstijgen van rook roesten van een spijker oploskoffie in heet water oplossen bakken van frietjes

Er is een groot verschil tussen een fysisch verschijnsel en een chemische reactie.

–

Bij een f ysisch verschijnsel worden er geen nieuwe stoffen gevormd. Meestal is het proces omkeerbaar.

Bij een chemische reactie (of stofomzetting) herschikken de atomen zich tot nieuwe moleculen (stoffen) met nieuwe eigenschappen. Dit proces is onomkeerbaar.

2 Tijdens een chemische reactie vallen de oorspronkelijke moleculen uit elkaar.

a Hoe dat gebeurt, wordt gedemonstreerd aan de hand van een experiment.

O nderzoek 1 − DEMO p ROEF

1 ONDERZOEKSVRAAG

Hoe reageren ijzertrichloridemoleculen en kaliumthiocyanaatmoleculen met elkaar?

2 HY p OTHESE

De moleculen botsen met elkaar. De moleculen lossen alleen op

De moleculen veranderen in nieuwe moleculen.

3 BENODIGDHEDEN petrischaal twee spatels handschoenen gedemineraliseerd water kaliumthiocyanaat (KSCN) ijzertrichloride (FeCl3)

Veiligheidsinstructies

Noteer de nummers van de H- en P-zinnen van beide producten en noteer daaronder het/de nummer(s) van de veiligheidspictogram(men).

risicoanalyse

©VANIN

4 WERK WIJZE

1 Vul een petrischaal voor de helft met gedemineraliseerd water.

2 Strooi aan de ene kant van de petrischaal een spatelpunt kaliumthiocyanaat en aan de andere kant een spatelpunt ijzertrichloride.

3 Noteer de kleur van beide stoffen bij de waarneming.

4 Beschrijf nauwkeurig wat er gebeurt als beide stoffen zich verspreiden in het water.

5 WAARNEMING

a Welke kleur heeft kaliumthyocyanaat?

b Welke kleur heeft ijzertrichloride?

c Wat gebeurt er met de stoffen wanneer ze zich in het water verspreiden?

6 BESLUIT

De moleculen van kaliumthyocyanaat en van ijzertrichloride botsen kaliumthiocyanaat ijzertrichloride

7 REFLE CTIE

a Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

b Wat gebeurt er met de moleculen van de beide stoffen als ze botsen?

c Wat gebeurt er met die atomen?

©VANIN

d De stoffen die met elkaar reageren, zijn de uitgangsproducten. Dit zijn de stoffen waarmee je vertrekt. Je noemt ze ook de reagentia

De verkregen stof (of stoffen) noem je het reactieproduct of de reactieproducten.

b Reageren is dus het resultaat van moleculen die met elkaar botsen. Maar niet elke botsing leidt tot een reactie. Je kunt dit verklaren aan de hand van de moleculen in lucht.

Ar, H₂O en andere gassen Fig. 1.1

b1 Ken je de samenstelling van droge lucht nog? De afbeelding helpt je op weg.

b2 Zijn er in de lucht botsingen tussen de verschillende componenten van het mengsel?

b3 Is er in het voorbeeld van lucht sprake van een chemische reactie? Verklaar.

c Chemische reacties zijn niet weg te denken in het dagelijks leven. Geef een drietal voorbeelden.

d Hoe kun je een chemische reactie waarnemen?

Er zijn grote verschillen tussen een fysisch verschijnsel en een chemische reactie

Bij een fysisch verschijnsel worden er geen nieuwe stoffen gevormd.

Meestal is het proces omkeerbaar

Voorbeelden: veranderen van aggregatietoestand, oplossen van stoffen

–

Bij een chemische reactie ontstaan er nieuwe stoffen met nieuwe eigenschappen.

Dit proces is onomkeerbaar.

Voorbeelden: verbrandingsreacties, roesten van ijzer

Een chemische reactie kan gebeuren doordat moleculen met elkaar botsen. Als de botsingen niet effectief zijn, vindt er geen chemische reactie plaats.

De stoffen die met elkaar reageren zijn de reagentia (of uitgangsproducten); de stoffen die ontstaan tijdens de reactie zijn de reactieproducten

Chemische reacties zijn in het dagelijks leven heel aanwezig. Je herkent ze aan een geur- of kleurverandering, de productie van een gas enzovoort.

Test jezelf: oefeningen 1 en 2

ZIJN CHEMISCHE REACTIES ALTIJD EX p LOSIEF?

Hoewel chemie, en meer bepaald chemische reacties vaak tot de verbeelding spreken, zijn het heus niet altijd spectaculaire explosies. Een chemische reactie kan veel eenvoudiger zijn dan dat.

©VANIN

2 RE ACTIEVERGELIJKINGEN

MOET HET BIJ CHEMIE OOK WISKUNDIG KLO pp EN?

1 In een eerder thema heb je de begrippen index en coëfficiënt al leren kennen.

Leg aan de hand van twee voorbeelden het verschil uit tussen die twee begrippen.

Voorbeeld 1: 3 CO2

Voorbeeld 2: 5 H2O

Het verschil tussen index en coëfficiënt kun je als volgt samenvatten.

–

De index staat rechts onder het symbool van het element en toont het aantal atomen.

De coëfficiënt is het getal voor de molecuulformule die het aantal deeltjes of moleculen toont.

2 Index en coëfficiënt heb je ook nodig om een chemische reactie te noteren in een reactievergelijking.

a Je start met het uitvoeren van een demoproef.

O nderzoek 2 − DEMO p ROEF

1 ONDERZOEKSVRAAG

Welke reactieproducten ontstaan er bij de reactie tussen magnesium en waterstofchloride?

2 HY p OTHESE

©VANIN

Er vindt geen reactie plaats.

Er ontstaat een vast product.

Er ontstaat een gas en een vast product.

3 BENODIGDHEDEN

twee proefbuizen

lucifers

handschoenen

bunsenbrander met draadnet (of kookplaat) horlogeglas

verdunde waterstofchloride-oplossing (HCl)

reepje magnesiumlint (Mg)

waterstofchloride

4 WERK WIJZE

1 Giet enkele ml van een verdunde waterstofchloride-oplossing in een proefbuis.

2 Voeg een stukje magnesiumlint toe.

3 Hou een omgekeerde proefbuis boven de eerste proefbuis.

4 Hou een brandende lucifer in de omgekeerde proefbuis.

5 Laat een klein deel van het reactiemengsel indampen op het horlogeglas.

5 WAARNEMING

a Wat gebeurt er bij stap 2?

Veiligheidsinstructies

Noteer de nummers van de H- en P-zinnen van de beide producten en noteer daaronder het/de nummer(s) van de veiligheidspictogram(men).

©VANIN

b Wat gebeurt er bij stap 4?

c Wat ontstaat er bij stap 5?

magnesiumlint

Fig. 2.1 risicoanalyse

7 REFLE CTIE

a Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

b Het witte poeder dat gevormd wordt, is magnesiumdichloride. Als magnesium reageert met waterstofchloride wordt er dus en gevormd.

c Zoutzuur is een oplossing van waterstofchloride in water. Het is een schoonmaakmiddel dat onder andere gebruikt wordt om cementsluier op een pas gelegde vloer te verwijderen. In de producten die in de handel verkocht worden, is de oplossing sterk verdund, maar toch moet je er voorzichtig mee omspringen. Dat blijkt onder andere uit de H-zinnen. Schrijf ze voluit.

Chemische reacties worden genoteerd in een reactievergelijking. Voor elke stofomzetting kun je een reactieschema opstellen.

In het linkerlid worden de uitgangsstoffen of reagentia (in woorden) genoteerd en in het rechterlid de eindproducten of de reactieproducten (in woorden). Tussen het linker- en het rechterlid wordt een pijl geschreven. Dat noem je de reactiepijl. Die symboliseert de verandering of de omzetting die gebeurt.

linkerlid  rechterlid

REAGENTIA  REACTIEPRODUCTEN

©VANIN

b Bestudeer onderzoek 2.

b1 Wat zijn de reagentia?

b2 Wat zijn de reactieproducten?

b3 Noteer het reactieschema.

Fig. 2.2

c Via de volgende demoproef kun je verder oefenen op het uitschrijven van een reactieschema.

O nderzoek 3 − DEMO p ROEF

1 ONDERZOEKSVRAAG

Wat wordt er gevormd als magnesium verbrandt?

2 HY p OTHESE

Er ontstaat alleen rook.

Er wordt een wit poeder gevormd.

Er vindt geen reactie plaats.

3 BENODIGDHEDEN

bunsenbrander tang reepje magnesiumlint (Mg)

4 WERK WIJZE

Veiligheidsinstructies

Noteer de nummers van de H- en P-zinnen van het product en noteer daaronder het nummer van het veiligheidspictogram.

magnesiumlint risicoanalyse

1 Neem een reepje magnesiumlint vast met de tang.

2 Hou het reepje in de vlam van de bunsenbrander.

5 WAARNEMING

Wat gebeurt er bij stap 2?

©VANIN

6 BESLUIT

Als magnesium brandt, wordt een wit product gevormd.

7 REFLE CTIE

a Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

b Als een stof verbrandt, dan reageert die met zuurstofgas.

b1 Wat zijn de reagentia van deze chemische reactie?

b2 Het reactieproduct is magnesiumoxide.

Noteer nu het reactieschema.

3 Wanneer je een reactieschema vlot kunt uitschrijven, is het nog een kleine stap om ook de reactievergelijking te noteren.

Vervang daarvoor de namen van de chemische stoffen in het reactieschema (zowel van de reagentia als van de reactieproducten) eerst door een deeltjesmodel en daarna door de correcte chemische molecuulformule

Tot slot maak je de reactievergelijking ‘kloppend’. Dat wil zeggen dat het aantal atomen van een bepaalde soort voor en na de reactie gelijk moet zijn.

a Voorbeeld 1: de reactie tussen magnesium en waterstofchloride

a1 Noteer opnieuw het reactieschema voor de reactie:

©VANIN

a2 Je weet dat chemische stoffen opgebouwd zijn uit moleculen en atomen en dat je die kunt voorstellen met deeltjesmodellen. Teken de deeltjesmodellen van de betrokken stoffen op de juiste plaats in de tabel.

magnesium waterstofchloride magnesiumdichloride diwaterstof

Fig. 2.3

a3 Teken nu het reactieschema met gebruik van de deeltjesmodellen.

a4 Hoe verklaar je het begrip reactie met dit deeltjesmodel?

©VANIN

a5 Vergelijk het aantal atomen bij de reagentia en bij de reactieproducten.

a6 Atomen kunnen niet uit het niets verschijnen of zomaar verdwijnen. Het aantal atomen van een bepaalde soort voor de reactie moet hetzelfde zijn als na de reactie. Maak het reactieschema met de deeltjesmodellen in orde. Opgelet: aan de deeltjesmodellen van de stoffen mag je niets veranderen.

a7 Vervang de deeltjesmodellen door de correcte molecuulformules. Let goed op de correcte indexen en coëfficiënten. Deze voorstelling van een chemische reactie noem je een reactievergelijking

b Voorbeeld 2: de verbranding van magnesium b1 Schrijf het reactieschema.

b2 Schrijf de reactievergelijking.

b3 Maak de reactievergelijking kloppend.

c Voorbeeld 3: onder invloed van een elektrische stroom ontleedt water in waterstofgas (diwaterstof) en zuurstofgas (dizuurstof).

c1 Schrijf het reactieschema.

c2 Schrijf de reactievergelijking.

4 Je kunt nu verder oefenen op reactievergelijkingen met de applet die je kunt openen via de QR-code.

Chemisch reageren is in feite niets anders dan het herschikken van atomen.

Chemische reacties kun je voorstellen in een reactieschema

REAGENTIA  REACTIEPRODUCTEN

Als je de woorden in het reactieschema vervangt door de molecuulformules van de betrokken molecules bekom je de reactievergelijking

molecuulformule

3 Mg Cl2

coëfficiënt index

Wanneer je een reactie weergeeft in een reactievergelijking, dan hou je rekening met enkele afspraken:

– Zowel de reagentia (linkerlid) als de reactieproducten (rechterlid) worden voorgesteld door molecuulformules.

– Het aantal atomen van een bepaalde soort moet voor en na de reactie gelijk zijn.

– In een reactievergelijking geef je dat aan door de juiste coëfficiënten (kleinste gehele getallen) in te voeren.

Test jezelf: oefeningen 3, 4 en 5

MOET HET BIJ CHEMIE OOK WISKUNDIG KLO pp EN?

Net zoals bij een wiskundige vergelijking moet ook een chemische reactievergelijking kloppen. In het linker- en het rechterlid van de reactievergelijking moet het aantal atomen van een bepaalde soort gelijk zijn.

A pp LET

3 WET VAN BEHOUD VAN MASSA

KAN EEN CHEMISCHE REACTIE IN BALANS ZIJN?

1 Bij een chemische reactie herschikken de atomen zich zodat er nieuwe moleculen gevormd worden. Dat is de wet van behoud van atomen, ook wel de wet van behoud van massa genoemd.

De Franse wetenschapper Antoine Lavoisier heeft deze wet geformuleerd.

Je onderzoekt of dit correct is.

O nderzoek 4

1 ONDERZOEKSVRAAG

Hoe wijzigt de totale massa wanneer azijn en bakpoeder met elkaar reageren?

2 HY p OTHESE

De totale massa blijft gelijk.

De totale massa daalt.

De totale massa stijgt.

3 BENODIGDHEDEN erlenmeyer maatcilinder trechter spatellepel balans 50 ml tafelazijn bakpoeder

4 WERK WIJZE

1 Giet 50 ml azijn in de erlenmeyer.

Veiligheidsinstructies

Noteer de nummers van de H- en P- zinnen van het product.

azijn

2 Bepaal met een balans nauwkeurig de massa van de erlenmeyer met de azijn.

3 Neem twee spatellepels bakpoeder en bepaal er de massa van.

4 Breng het bakpoeder in de azijn.

5 Bepaal opnieuw de massa.

5 WAARNEMING

a Hoe groot is de massa bij stap 2?

b Hoe groot is de massa bij stap 3?

c Wat gebeurt er bij stap 4?

risicoanalyse

©VANIN

HOE

Fig. 3.1

6 BESLUIT

De massa is na de chemische reactie gelijk gebleven / gedaald / gestegen.

7 REFLE CTIE

a Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

b Hoe kun je verklaren dat de massa daalde en je resultaat dus eigenlijk in strijd is met de wet van behoud van massa?

c Probeer uit en maak hiervoor zelf het volledige proefverslag. Gebruik het sjabloon dat je vindt bij het onlinelesmateriaal.

d Kijk nog eens naar onderzoek 2. Wat denk je dat er hier gebeurt met de totale massa?

e Waarom is dat zo?

f Hoe kun je ervoor zorgen dat je het gas wel kunt meewegen?

O nderzoek 5 − DEMO p ROEF

1 ONDERZOEKSVRAAG

Hoe wijzigt de totale massa wanneer natriumchloride reageert met zilvernitraat?

2 HY p OTHESE

©VANIN

3 BENODIGDHEDEN erlenmeyer proefbuis balans oplossing van natriumchloride (NaCl) oplossing van zilvernitraat (AgNO3)

4 WERK WIJZE

1 Giet een oplossing van natriumchloride in de erlenmeyer.

2 Breng in een erlenmeyer een proefbuis met een kleine hoeveelheid van een oplossing van zilvernitraat.

3 Bepaal nauwkeurig de massa van de erlenmeyer en de inhoud.

4 Kantel de erlenmeyer zodat de zilvernitraatoplossing in de erlenmeyer loopt en kan reageren met de natriumchloride-oplossing.

5 Bepaal opnieuw de massa.

5 WAARNEMING

a Hoe groot is de massa bij stap 3?

b Wat gebeurt er bij stap 4?

©VANIN

c Hoe groot is de massa bij stap 5?

6 BESLUIT

7 REFLE CTIE

a Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

b In de erlenmeyer ontstaat een wit product. Dat noem je een neerslag Van dat neerslag wordt de massa wel / niet meebepaald bij het eindresultaat.

c Het reactieschema voor dit experiment is:

d Vervolledig de reactievergelijking (zilvernitraat krijg je als tip).

AgNO3

e Waarom werd er een stop op de erlenmeyer geplaatst?

natriumchloride

zilvernitraat

Fig. 3.2

Interessant om weten

Zilvernitraat kun je bij de apotheker kopen onder de vorm van een stiftje.

De zilvernitraatstift is een effectief medisch middel voor de behandeling van wratten. Door het aanstippen van het topje van de wratten met de stift ontstaat een chemische reactie, die uiteindelijk de wrat verwijdert. Je moet de wrat daarvoor gedurende een aantal dagen telkens opnieuw aanstippen.

De wet van behoud van massa, ook de wet van behoud van atomen genoemd, zegt dat in een afgesloten ruimte de totale massa van de betrokken stoffen ongewijzigd zal blijven, ondanks de reacties die binnen het systeem plaatsvinden.

Test jezelf: oefeningen 6 en 7

©VANIN

Niet alleen het aantal atomen blijft gelijk, maar ook de totale massa blijft behouden.

HOE KAN EEN CHEMISCHE REACTIE IN BALANS ZIJN?

Fig. 3.3

4 ENDOTHERME EN EXOTHERME REACTIES

IS DE WERKING VAN EEN COLD pACK GEBASEERD O p EEN CHEMISCHE REACTIE?

1 Via een aantal experimenten kun je aantonen dat er thermische energie opgenomen of afgegeven wordt tijdens een chemische reactie.

a In de eerste demoproef bestudeer je een eerste mogelijke temperatuurwijziging.

O nderzoek 6 − DEMO p ROEF

1 ONDERZOEKSVRAAG

Wat gebeurt er met de temperatuur wanneer je een ammoniakoplossing laat reageren met een waterstofchloride-oplossing?

2 HY p OTHESE

De temperatuur zal dalen.

De temperatuur blijft gelijk.

De temperatuur zal stijgen.

3 BENODIGDHEDEN erlenmeyer (250 ml) doorboorde stop thermometer ammoniakoplossing waterstofchloride-oplossing

Veiligheidsinstructies

Noteer de nummers van de H- en P-zinnen van het product en noteer daaronder de nummers van de veiligheidspictogrammen.

©VANIN

4 WERK WIJZE

1 Giet 40 ml ammoniakoplossing in de erlenmeyer en lees nauwkeurig de begintemperatuur af.

2 Voeg 40 ml waterstofchloride-oplossing toe.

risicoanalyse

3 Sluit de erlenmeyer af met een doorboorde stop waar een thermometer doorheen steekt.

4 Lees de eindtemperatuur af.

5 WAARNEMING

a Hoe hoog is de temperatuur bij stap 1?

b Hoe hoog is de temperatuur bij stap 4?

ammoniak

6 BESLUIT

7 REFLE CTIE

a Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

b Bij de reactie van ammoniak en waterstofchloride komt er energie vrij / wordt er energie opgenomen onder de vorm van thermische energie. Dat is een exotherme reactie

c In het dagelijks leven zijn er heel wat voorbeelden van chemische reacties waarbij thermische energie vrijkomt. Geef drie voorbeelden.

Bij een exotherme reactie wordt warmte afgegeven aan de omgeving. Heel wat exotherme reacties blijken een ‘duwtje’ nodig te hebben om van start te kunnen gaan; we noemen het daarom ‘activeringsenergie’. Doorgaans gaat het om een kleine hoeveelheid energie. Zodra de reactie goed op gang gekomen is, zorgt de vrijgekomen energie ervoor dat de rest van de stof verder reageert.

Je kunt het energetisch aspect bij een chemische reactie weergeven in een energiediagram

Exotherme reactie

activeringsenergie

reactieproducten afgegeven energie

©VANIN

b Geef antwoord op de volgende vragen.

b1 Bekijk het diagram. Markeer het juiste antwoord. Om een exotherme reactie op gang te laten komen wordt er energie toegevoegd / geen energie toegevoegd.

b2 Geef een voorbeeld van activeringsenergie.

b3 De energie is na de chemische reactie gedaald / gelijk gebleven / gestegen. Dat betekent dat de energie van de reactieproducten kleiner / gelijk / groter is dan de energie van de reagentia. Er komt dus thermische energie vrij. / Er komt dus geen thermische energie vrij. reagentia

Fig. 4.1

De chemische stoffen uit de vorige experimenten vallen bijna allemaal onder de noemer ‘erg giftig’.

Wanneer je de H- en P-zinnen bekijkt, ontdek je al gauw dat men vaak verwijst naar het antigifcentrum. Dit centrum is 7 dagen op 7 telefonisch bereikbaar voor medische urgenties met betrekking tot vergiftiging.

Wanneer je hen contacteert, heb je het best de volgende informatie bij de hand:

–

– Eventuele ziekteverschijnselen. Website: https://www.antigifcentrum.be/ Interessant

De naam of de verpakking van het betrokken product.

De leeftijd van het slachtoffer: gaat het om een kind of een volwassene?

De hoeveelheid van het product: aantal tabletten, soep- of theelepels...?

Wat er precies gebeurd is: ongeval, zelfmoordpoging...

c In een tweede demoproef onderzoek je nog een temperatuurwijziging.

O nderzoek 7 − DEMO p ROEF

1 ONDERZOEKSVRAAG

Wat gebeurt er met de temperatuur wanneer je ammoniumchloride laat reageren met bariumhydroxide?

2 HY p OTHESE

De temperatuur zal dalen.

De temperatuur blijft gelijk.

De temperatuur zal stijgen.

3 BENODIGDHEDEN

beker (200 ml)

roerstaaf

thermometer

ammoniumchloride bariumhydroxide rood lakmoespapiertje

ammoniumchloride

Veiligheidsinstructies

Noteer de nummers van de H- en P-zinnen van de beide producten en noteer daaronder het nummer van het veiligheidspictogram.

bariumhydroxide

©VANIN

4 WERK WIJZE

1 Breng 8 g ammoniumchloride in de beker en meet de temperatuur.

2 Voeg 16 g bariumhydroxide toe en meng het mengsel met een roerstaaf.

3 Hou een rood lakmoespapiertje boven het reactiemengsel.

4 Wuif een beetje van de ‘lucht’ boven het mengsel naar je toe en ruik.

5 Lees de eindtemperatuur af.

risicoanalyse

Fig. 4.2

5 WAARNEMING

a Wat gebeurt er met het lakmoespapiertje bij stap 3?

b Welke geur neem je waar?

c Hoe groot is de temperatuur bij stap 5?

6 BESLUIT

7 REFLE CTIE

Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

Een chemische reactie waarbij de temperatuur daalt, noem je een endotherme reactie

De energie na de endotherme reactie is gestegen.

Dat betekent dat de energie van de reactieproducten hoger is dan die van de reagentia.

d Visualiseer deze waarneming door het energiediagram verder aan te vullen.

Endotherme reactie

©VANIN

activeringsenergie

Fig. 4.3

Interessant om weten

4.4

Een cold-hotpack bevat een gel die zowel koud als warm kan gebruikt worden. Als je het koud wilt gebruiken, moet het eerst een aantal uren in de diepvriezer gelegd worden.

Als je echter meteen een koud kompres nodig hebt en er is geen ijs in de buurt, dan kun je een coldpack gebruiken. In zo’n coldpack zit een zak met water en een vaste stof (bijvoorbeeld ammoniumnitraat). Zodra de waterzak gebroken wordt door erin te knijpen, komt het water in contact met het ammoniumnitraat waarbij een endothermische reactie plaatsgrijpt. De temperatuur daalt daarbij tot ongeveer 2 °C.

Wil je nog meer weten over de werking en het gebruik van een coldpack, scan dan de QR-code en bekijk de video.

3 Het hoeft niet altijd thermische energie te zijn. Je kunt ook spreken over exo-energetische reacties en endo-energetische reacties. a Bij de verbranding van magnesium wordt er licht uitgestraald. Bij andere reacties is er juist licht nodig om ze te kunnen laten doorgaan.

Een voorbeeld van zo een endo-energetische reactie, vind je terug in het volgende experiment.

O nderzoek 8 − DEMO p ROEF

1 ONDERZOEKSVRAAG

Welke invloed heeft licht op de ontleding van zilverbromide?

2 HY p OTHESE

Je moet licht toevoegen.

Je moet licht wegnemen.

Licht heeft geen invloed op de reactie.

3 BENODIGDHEDEN

twee proefbuizen aluminiumfolie zilverbromide

Veiligheidsinstructies

Noteer de nummers van de H- en P-zinnen van het product en noteer daaronder het nummer van het veiligheidspictogram.

zilverbromide

risicoanalyse

©VANIN

VIDEO

Fig.

4 WERK WIJZE

1 Verdeel een suspensie van zilverbromide over twee proefbuizen.

2 Wikkel rond de ene proefbuis aluminiumfolie en plaats ze in een donkere kast. Vermijd elke vorm van lichtinval.

3 Zet de andere proefbuis in het licht.

4 Wacht 15 minuten en vergelijk daarna de inhoud van de beide proefbuizen.

5 WAARNEMING

Wat zie je bij stap 4?

6 BESLUIT

7 REFLE CTIE

a Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

©VANIN

b De ontleding is het gevolg van de invloed van . De grijszwarte kleur ontstaat door een neerslag van zilver.

Het is dus onder invloed van het gesplitst in zilver en dibroom.

c Schrijf het reactieschema bij het experiment.

d Vul de reactievergelijking aan.

AgBr

b Verklaar de begrippen.

c Is de populaire lightstick een voorbeeld van een exo- of een endo-energetische reactie? Welke vorm van energie is erbij betrokken?

d Is de werking van een batterij gebaseerd op een endo- of een exo-energetische reactie?

Verduidelijk je antwoord door middel van een experiment. Zoek daarvoor op het internet naar een voorbeeld van een chemische reactie, om een elektrische stroom te produceren.

Maak hierover een proefverslag aan de hand van het sjabloon bij het onlinelesmateriaal. Voer (indien mogelijk) jouw experiment ook uit.

Chemische reacties kunnen ingedeeld worden op basis van het opnemen of afgeven van thermische energie.

– Bij een exotherme reactie wordt warmte afgegeven aan de omgeving.

– Bij een endotherme reactie wordt warmte opgenomen uit de omgeving.

Zowel exotherme als endotherme reacties kunnen voorgesteld worden met een energiediagram:

Exotherme reactie

activeringsenergie

energie

reagentia

reactieproducten afgegeven energie

Endotherme reactie

energie activeringsenergie

reagentia reactieproducten opgenomen energie

Er kunnen ook andere vormen van energie opgenomen of afgegeven worden.

©VANIN

– Bij een exo-energetische reactie komt er energie vrij.

– Bij een endo-energetische reactie wordt er energie opgenomen.

Test jezelf: oefeningen 8, 9 en 10

IS DE WERKING VAN EEN COLD pACK GEBASEERD O p EEN CHEMISCHE REACTIE?

De werking van een coldpack is inderdaad gebaseerd op een chemische reactie, waarbij er energie uit de omgeving wordt opgenomen.

Fig. 4.5

©VANIN

min D m A p

Er worden geen nieuwe gevormd

Meestal

Vbn:

Aha! Aha!

Er worden stoffen/moleculen gevormd met eigenschappen

Vbn:

Het proces is onomkeerbaar.

Gebeurt als gevolg van een botsing uitgangsstoffen = eindproducten =

verschijnsel

Chemische reactie

In een ruimte zal de van de betrokken stoffen blijven, ondanks die binnen het systeem plaatsvinden. = Wet van

Wet van behoud van massa

Wat?

Chemisch reageren =

Linkerlid

uitgangsstoffen =

Reactieschema

Reactievergelijkingen

Reactievergelijking

CHEMISCHE REACTIES

Endo- en exotherme reacties

Wat?

Reactiepijl

Rechterlid

eindproducten =

maar met

Afspraken:

* alleen werken met

* aantal = aantal * juiste gebruiken

Energiediagram

Andere energie

©VANIN

* reactie * reactie

Exotherme reactie

reactieproducten afgegeven energie energie activeringsenergie

reagentia

Endotherme reactie

reagentia reactieproducten opgenomen energie energie activeringsenergie

CHECKLIST

Wat ken/kan ik?

helemaal begrepen

hier kan ik nog groeien pg.

Ik ken het verschil tussen een chemische reactie en een fysisch verschijnsel. 73

Ik kan voorbeelden geven van chemische reacties en van fysische verschijnselen. 73, 76

Ik weet wat de uitgangsstoffen (of reagentia) en de eindproducten (reactieproducten) zijn bij een chemische reactie.

75, 79

Ik kan een chemische reactie voorstellen in een reactieschema. 79-81

Ik kan een chemische reactie voorstellen met een deeltjesmodel. 81, 82

Ik begrijp dat er tijdens een chemische reactie materie-uitwisseling optreedt. 81, 82

Ik kan een chemische reactie voorstellen in een reactievergelijking. 82, 83

Ik kan een chemische reactie ‘kloppend’ maken met behulp van de coëfficiënten. 82, 83

Ik weet dat bij een chemische reactie in een afgesloten ruimte de totale massa van de stoffen behouden blijft.

84-87

Ik weet dat er een verschil is tussen exo- en endotherme reacties. 89-94

Ik kan een exotherme reactie omschrijven. 88, 89

Ik kan een endotherme reactie omschrijven. 89-91

Ik ken het verschil tussen een exo-energetische reactie en een endo-energetische reactie. 92-94

Ik kan praktische voorbeelden geven van exo- en endo-energetische reacties. 94

Je kunt deze checklist ook op invullen bij je Portfolio.

TEST JEZELF

1 Zijn de volgende voorbeelden fysische verschijnselen of chemische reacties?

Noteer in de juiste plaats in de tabel.

– stollen van kaarsvet – scheiden van zand en water – verzuren van melk – groenten hakken – koken van een ei – ontploffen van vuurwerk

fysisch verschijnsel

chemische reactie

2 Als je een zilveren bestek waar confituur aan hangt, afwast, is dat dan een chemische reactie? Verklaar.

Als je dat zilveren bestek daarna met zilverpoets schoonmaakt, welk soort verschijnsel vindt er dan plaats?

3 Als men waterstofgas (diwaterstof) met stikstofgas (distikstof) laat reageren, komt er ammoniakgas (NH3) vrij. – Geef het reactieschema.

– Noteer in het schema de begrippen ‘reagentia’ en ‘reactieproducten’ op de juiste plaats.

– Geef de reactievergelijking.

4 De reactie van A (blauw bolletje) met B (rood bolletje) wordt weergegeven in de onderstaande figuur:

©VANIN

Welke reactievergelijking komt overeen met deze reactie?

4 A2 + 4 B  4 AB

2 A + B  A 2 B

A 2 + 2 B  2 AB

A 2 + B  A 2 B

A + B 2  AB 2

5 Maak de reactievergelijkingen in orde.

CH 4 + O 2  CO 2 + H 2 O – SO 2 + O 2  SO 3 – CuO + C  CO 2 + Cu – C 4 H 10 + O 2  CO 2 + H 2 O

6 Wat is er fout aan de volgende reactievergelijkingen? Schrijf ze correct.

H + O  H 2 O – N 2 + 1,5 H2  NH 3

7 Een reepje magnesiumlint van 0,30 g wordt verbrand. Bij die reactie ontstaat een wit poeder: magnesiumoxide. De massa ervan is groter dan die van het oorspronkelijke magnesium. Is de wet van Lavoisier wel of niet geldig? Verklaar.

8 Geef een verklaring voor het feit dat de massa toeneemt bij de verbranding van magnesium.

9 Bekijk de video via de QR-code. Is dit een voorbeeld van een endotherme of een exotherme reactie? Verklaar.

10 Zijn de volgende voorbeelden endo-energetische of exo-energetische reacties? Zet een kruisje in de juiste kolom.

voorbeeld

endo-energetische reactieexo-energetische reactie warm worden van een batterij fotosynthese

©VANIN

tie dye van een T-shirt verbranding van kaarsvet ontsteken van vuurwerk elektrolyse van water

Verder oefenen? Ga naar .

video

Warmte en temperatuur

©VANIN

VERANDER JEZELF

1 VERBAND TUSSEN WARMTE EN TEMPERATUUR

2 THERMISCHE ENERGIE EN WARMTEBALANS

3 WARMTEHOEVEELHEID

4 WARMTE VASTHOUDEN

Wat weet ik al over dit thema?

©VANIN

Bron: HLN.be

Ontdek deze en nog andere opties op .

Wat wil ik nog te weten komen?

1 VERBAND TUSSEN WARMTE EN TEMPERATUUR

Is temperatuur hetzelfde als warmte?

1 In het dagelijks taalgebruik worden de begrippen temperatuur en warmte door elkaar gebruikt. Zo heb je het vaak over warmte als je temperatuur bedoelt.

Vul de zinnen verder aan. Kies uit warmte of temperatuur.

– De van de lucht in het klaslokaal is hoger dan in de gang.

– Chocolade smelt bij een specifieke

– Zuiver water kookt altijd bij dezelfde

– De die de radiator afgeeft, is aangenaam.

– Men laat de van het water stijgen door toe te voegen.

– Als je een warm voorwerp aanraakt, voel je het verschil tussen de van je hand en het voorwerp.

Warmte en temperatuur zijn verschillende begrippen.

Temperatuur is exact en kun je meten met een meettoestel.

– Warmte is een natuurkundige term voor thermische energie.

2 Warmte en temperatuur houden wel verband met elkaar. Dat kun je aantonen met het volgende onderzoek.

1 ONDERZOEKSVRAAG

Hoe verloopt de temperatuur als je een hoeveelheid water aan de kook brengt?

2 HYP OTHESE

O nderzoek 1 risico

©VANIN

3 BENODIGDHEDEN maatbeker (250 ml) bunsenbrander driepikkel met draadnet lucifers statief met klem digitale thermometer gedemineraliseerd water

Fig. 1.1

Fig. 1.2

4 WERK WIJZE

1 Vul de beker voor de helft met gedemineraliseerd water en plaats hem op het draadnet boven de bunsenbrander.

2 Bevestig de thermometer aan het statief en dompel hem in de vloeistof zoals op figuur 1.2.

3 Lees de temperatuur van het water af.

4 Steek de bunsenbrander aan en verwarm het water.

5 Lees de temperatuur af om de 60 s en noteer de waarden in de tabel.

5 WAARNEMING

t (s) Θ (°C) 0

De warmtetoevoer was tijdens het experiment constant / verschillend.

6 BESLUIT

a Tijdens het verwarmen (vooraleer het water kookt): blijft de temperatuur gelijk. stijgt de temperatuur geleidelijk.

b Zodra het water kookt: stijgt de temperatuur. blijft de temperatuur gelijk. daalt de temperatuur.

c De temperatuur loopt op tot

7 REFLE CTIE

a Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

b Verwerk de data uit de waarnemingen in een grafiek.

c Wat gebeurt er als je het water in de maatbeker begint op te warmen? Er wordt energie afgegeven / onttrokken aan het water.

d Wat gebeurt er dan met de energie van de waterdeeltjes?

e Verandert daardoor de temperatuur?

f Hoe zie je dat in de grafiek?

g Dat proces gaat door tot het water kookt. Op dat moment gebeurt er iets bijzonders met de grafiek. Beschrijf dat.

h Wat betekent dat voor de temperatuur?

i Toch wordt er nog voortdurend thermische energie toegevoegd. Hoe kun je dat verklaren?

j Formuleer nu het verband tussen temperatuur en warmte.

t (s)

Fig. 1.3

3 Bij een hogere temperatuur verandert de kinetische energie van de materiedeeltjes.

Bekijk de video via het onlinelesmateriaal.

a Hoe verspreidt de inkt zich in het koude water?

b Hoe verloopt de verspreiding van de inkt in het warme water?

c Hoe kun je dat verklaren?

Je kunt dat vergelijken met botsautootjes. Hoe groter de snelheid van de autootjes, hoe meer botsingen er zullen zijn.

d Dankzij de kinetische energie van de materiedeeltjes kun je de grootheid ‘temperatuur’ meten.

Zet de stappen in de juiste volgorde om dat te verklaren.

De alcohol zet uit.

De watermoleculen botsen tegen de thermometer.

De alcoholmoleculen hebben dan meer ruimte nodig.

De alcoholmoleculen gaan daardoor harder trillen.

Voor de grootheid temperatuur zijn er twee symbolen (en twee eenheden).

– In het dagelijkse leven wordt ϑ gebruikt. De temperatuur wordt dan uitgedrukt in graden Celsius (°C).

– Wetenschappers gebruiken voor de grootheid temperatuur het symbool T, uitgedrukt in kelvin (K)

Dat is een SI-eenheid.

De temperatuur, uitgedrukt in kelvin, kan niet negatief zijn.

De laagste temperatuur is 0 K of -273°C.

Dat is de laagste temperatuur die er bestaat en wordt daarom het absolute nulpunt genoemd.

Fig. 1.4

Fig. 1.5

4 Het verschil tussen graden Kelvin en graden Celsius zul je helemaal begrijpen als je de volgende oefeningen opgelost hebt.

a Als de temperatuur stijgt (zowel in °C als in K) verandert de kinetische energie van de materiedeeltjes. Omcirkel op de afbeelding hieronder het juiste antwoord naast de pijl.

De gemiddelde kinetische energie van de materiedeeltjes neemt af / toe.

b De basis voor de Celsiusschaal heeft met water te maken. Op welke twee geijkte punten is de temperatuurschaal gebaseerd?

c Bij 0 K is de gemiddelde kinetische energie van de moleculen 0 J. Wat betekent dat?

d Hoe heet dat punt?

e Dat is de allerkoudste temperatuur die er bestaat. Geef hiervoor een verklaring.

©VANIN

f Is er ook een maximumwaarde bij de grootheid temperatuur?

Fig. 1.6

5 Als de temperatuur in 1 graad Kelvin omhoog gaat, dan gaat ook de temperatuur in graden Celsius met 1 graad stijgen.

a Hoe groot is de temperatuur in K bij 0 °C?

b Hoe groot is de temperatuur in K bij 20 °C?

c Reken ook de volgende temperaturen om.

– – 5 °C = K

– 100 °C = K

– 198 K = °C

– – 45 °C = K

Interessant om weten

Er zijn drie temperatuurschalen die wereldwijd nog gebruikt worden. Wat is het verschil tussen die temperatuurschalen?

De Kelvinschaal begint bij het absolute nulpunt, en de graden stijgen met hetzelfde interval als bij de Celsiusschaal.

De Celsiusschaal wordt in het grootste deel van de wereld gebruikt. Celsius baseerde de schaal op het smelt- en kookpunt van water.

In de VS wordt de Fahrenheitschaal nog gebruikt. In de oorspronkelijke versie van de Fahrenheitschaal was 0 °F de laagste temperatuur van een zoutoplossing en was 100 °F de lichaamstemperatuur van de mens.

In de dagelijkse omgangstaal wordt warmte vaak als synoniem voor temperatuur gebruikt. Warmte en temperatuur zijn echter twee verschillende grootheden. Ze houden wel verband met elkaar.

Temperatuur is een maat voor de gemiddelde kinetische energie van de materiedeeltjes in een stof. Door warmte, thermische energie, toe te voegen aan de stof of er energie aan te onttrekken, verandert de bewegingsenergie van de deeltjes. De temperatuur stijgt of daalt.

©VANIN

Het absoluut nulpunt is de laagst mogelijke temperatuur waarbij materiedeeltjes geen kinetische energie meer hebben en dus niet meer in beweging zijn.

Test jezelf: oefening 1

Is temperatuur hetzelfde als warmte?

Temperatuur en warmte zijn verschillend; je mag de begrippen zeker niet door elkaar gebruiken.

Fig. 1.7

2 THERMISCHE ENERGIE EN WARMTEBALANS

Bewegen tot een perfecte balans?

1 Overdracht van thermische energie kan op drie verschillende manieren gebeuren.

a Noteer de correcte cijfer-lettercombinatie in de laatste kolom.

overdracht omschrijving combinatie

1geleidingAMaterie met een hoge temperatuur (veel kinetische energie) verplaatst zich naar een plaats waar de temperatuur lager is.

2convectieBEr is een toename van de energie bij het voorwerp dat de energie ontvangt.

3stralingCDe energie wordt via botsingen tussen de materiedeeltjes overgedragen.

b Zet de correcte naam van de warmteoverdracht bij elke afbeelding.

2 Hoe kan een bepaalde temperatuur door de ene persoon warm aangevoeld worden en door de andere koud? Dat ontdek je door een duik in een zwembad te nemen.

Bekijk de video via het onlinelesmateriaal.

a Hoe kun je met dit experiment aantonen dat eenzelfde temperatuur anders kan waargenomen worden? Leg het uit aan de hand van de tekening.

©VANIN

Fig. 2.1

Fig. 2.2

Fig. 2.3

b Bij de zwemmer die van onder de warme douche komt (30 °C), is de kinetische energie van de moleculen van zijn lichaam groter / kleiner dan die van de watermoleculen.

c Hoe verloopt de energiestroom in dat geval?

d Leg uit hoe de energiestroom verloopt bij de persoon die van onder de koude douche (10 °C) in het water springt.

e Je kunt nu zelf een omschrijving geven voor het begrip ‘warmte’.

f Welke van de drie manieren van energieoverdracht zijn hier van toepassing?

Warmte is de hoeveelheid energie die overgaat van een voorwerp met een hoge temperatuur (grote kinetische energie) naar een voorwerp met een lage temperatuur (lage kinetische energie)

grootheid symbool SI-eenheid symbool warmtehoeveelheid Q Joule J

3 De energieoverdracht gaat door tot er evenwicht is.

Bekijk de video via het onlinelesmateriaal.

©VANIN

a De nagel heeft een hogere temperatuur dan het water. Dat betekent dat de nagel een hogere / lagere kinetische energie heeft dan het water. Als die nagel in het water gedompeld wordt, geeft hij warmte af aan / neemt hij warmte op van het water.

b Wat is het gevolg hiervan?

Fig. 2.5

c Hoelang gaat dat door?

Op het moment dat twee voorwerpen (die met elkaar in contact staan) dezelfde temperatuur hebben, is de gemiddelde kinetische energie van beide voorwerpen even groot. Er is een thermisch evenwicht of warmtebalans

Met een blokschema kun je de warmtestroom tussen de beide voorwerpen verduidelijken.

d Vul de figuur verder aan. Denk hiervoor terug aan de inleidende video bij opdracht 3.

Energieoverdracht kan op drie verschillende manieren gebeuren:

Bij geleiding wordt de energie via botsingen tussen de materiedeeltjes overgedragen.

– Bij convectie verplaatst materie met veel energie (hoge temperatuur) zich naar een plaats waar de temperatuur lager is.

Bij straling is er een toename van de energie bij het voorwerp dat de straling ontvangt.

Warmte is de hoeveelheid energie die overgaat van een voorwerp met een hoge temperatuur (grote kinetische energie) naar een voorwerp met een lage temperatuur (lage kinetische energie).

Een hoeveelheid warmte stel je voor met het symbool Q. De eenheid is de joule (J)

De warmtehoeveelheid is een maat voor de hoeveelheid energie die zich verplaatst.

De overdracht gaat door tot er een evenwicht is. De gemiddelde kinetische energie van beide voorwerpen is dan even groot. Ze hebben eenzelfde temperatuur. Er is een thermisch evenwicht of warmtebalans

Je kunt dat principe voorstellen met een blokschema.

Test jezelf: oefeningen 2, 3, 4, 5 en 6

Bewegen tot een perfecte balans?

©VANIN

Bij opwarmen of afkoelen is er inderdaad een stroming van kinetische energie tot de temperatuur in balans is.

Fig. 2.6

3 WARMTEHOEVEELHEID

Zijn er factoren die de hoeveelheid warmte beïnvloeden?

1 Je weet al dat als je een gloeiende spijker in een beker water legt, de temperatuur van het water toeneemt.

De hoeveelheid warmte die nodig is om een temperatuurverandering te veroorzaken, is afhankelijk van een aantal factoren. Je onderzoekt deze factoren aan de hand van een aantal experimenten.

O nderzoek 2

1 ONDERZOEKSVRAAG

Welke rol speelt de hoeveelheid water bij de warmteoverdracht van een gloeiende spijker naar een vloeistof?

2 HYP OTHESE

©VANIN

3 BENODIGDHEDEN twee maatbekers (400 ml) bunsenbrander driepikkel met draadnet lucifers statief met klem thermometer water op kamertemperatuur metalen tang twee identieke spijkers roerstaaf

4 WERK WIJZE

1 Giet 100 ml water in de eerste maatbeker.

2 Bevestig de thermometer aan het statief en dompel hem in de vloeistof.

3 Lees de temperatuur van het water af.

4 Verwarm de spijker tot hij roodgloeiend is.

5 Breng de gloeiende spijker in het water.

6 Roer met de roerstaaf en lees de temperatuur af op het moment dat ze niet meer verandert (eindtemperatuur).

7 Herhaal stappen 1 tot en met 6 voor de tweede beker, waarin je 200 ml water giet.

Risicoanalyse

5 WAARNEMING

begintemperatuur van water

eindtemperatuur water + spijker

beker 1 beker 2

In de beker met de grootste hoeveelheid water is de temperatuur het gestegen.

6 BESLUIT

Als de hoeveelheid water toeneemt, is de temperatuurstijging

7 REFLE CTIE

a Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

b De warmtehoeveelheid die je toevoegt of onttrekt aan een voorwerp kun je niet meten. Je kunt wel een verband zoeken tussen de temperatuurverandering en de warmtehoeveelheid die je toevoegde of onttrok. De temperatuurverandering is dan een maat voor de warmtehoeveelheid.

c Welke andere factoren kunnen de warmtehoeveelheid die nodig is om een temperatuurverandering te veroorzaken beïnvloeden? De eerste factor heb je zonet onderzocht.

2 Bedenk voor elke factor die je noteerde bij de reflectie een onderzoek. Je start telkens van onderzoek 2 en past één variabele aan.

a Noteer je onderzoeksvragen.

b Voer één onderzoek uit. Markeer bij a de onderzoeksvraag die bij je onderzoek hoort.

c Maak een verslag van het onderzoek aan de hand van het sjabloon dat je vindt via het onlinelesmateriaal.

De hoeveelheid warmte die nodig is om een temperatuurverandering te veroorzaken is afhankelijk van onder meer de soort materie en de massa van de materie.

Test jezelf: oefeningen 7, 8 en 9

Zijn er factoren die de hoeveelheid warmte beïnvloeden?

Er zijn inderdaad heel wat factoren die maken of een voorwerp veel of weinig warmte kan opnemen.

©VANIN

4 WARMTE VASTHOUDEN

KUN JE VOORKOMEN DAT ER WARMTE ONTSNAPT?

1 Misschien heb je de onderstaande afbeelding al in andere vakken besproken. Maak gebruik van de website via het onlinelesmateriaal om een antwoord op de vragen te formuleren.

a Welke informatie krijg je van de afbeelding?

b Hoeveel targets moeten er gehaald worden?

c In de omgangstaal wordt deze informatie met een drieletterwoord voorgesteld. Welk woord is dat?

d Waarvoor staan deze drie letters?

e Wie zijn de auteurs?

f Voor welke periode zijn ze geldig?

Fig. 4.1

g Wat is het algemene overkoepelende doel?

h Hoe worden de SDGs onderverdeeld?

PROSPERITY

PEOPLE

PARTNERSHIP

2 Door onder andere in de lessen natuurwetenschappen over deze afbeelding (figuur 4.1) te spreken, ga je aan de slag met de vierde doelstelling. Het is immers de bedoeling dat je de kennis en de vaardigheden onder de knie krijgt om duurzame ontwikkeling te bevorderen. Dat begint bij het leren begrijpen van de complexe wereld waarin je leeft.

Omcirkel in figuur 4.1 de doelen die je in verband kunt brengen met de leerstof van het afgelopen schooljaar.

a Wat betekent klimaatneutraal? PEACE

©VANIN

3 Elk land moet er zelf voor zorgen dat alle doelen gerealiseerd worden. Zo is er de doelstelling om tegen 2050 klimaatneutraal te zijn. Hiervoor is er een vermindering van het CO2-gehalte en een energiebesparing nodig.

Fig. 4.3

b Zoek op het internet informatie. in verband met duurzaam energieverbruik. Noteer vier begrippen die hiermee verband houden.

c Je leerde al dat overdracht van thermische energie op drie verschillende manieren kan gebeuren. In bepaalde contexten is het echter van belang dat warmte zich niet verplaatst. Noteer hiervan vier voorbeelden.

4 Om die SDGs te bereiken kan iedereen zijn steentje bijdragen. Zo kun je er bijvoorbeeld voor zorgen dat het warmteverlies uit je huis tot het minimum beperkt wordt. Maak gebruik van het internet om een antwoord te vinden op de volgende vragen.

a Welk toestel kun je gebruiken om ‘warmteverlies’ op te sporen?

b Hoe werkt dat toestel?

c Hoe lees je een thermofoto?

©VANIN

d Bekijk de afbeelding. Waar is er veel warmteverlies bij het huis dat volledig gefotografeerd is?

e Het huis rechts is hoofdzakelijk blauw gekleurd. Hoe komt dat?

Fig. 4.4

f Op de onderstaande tekening kun je zien op welke manier er nog warmte in een huis verloren kan gaan, namelijk via koudebruggen. Dat zijn onderbrekingen van de thermische isolatie, met warmteverlies tot gevolg. Noteer er twee.

convectie

zonnestraling

geleiding + straling

5 Je leerde in een vorig thema dat een energielabel laat zien hoe energiezuinig elektrische toestellen zijn. Ook voor gebouwen bestaat zo een label.

Raadpleeg via het onlinelesmateriaal de website over energiesparen en beantwoord de vragen.

a Hoe heet het energielabel voor gebouwen?

b Waarvoor staat dat drieletterwoord?

c Wat is het precies?

©VANIN

d Welke informatie krijg je?

Fig. 4.5

Fig. 4.6

e Hoe lees je het label?

f Waarom is het EPC-certificaat een belangrijk document voor een huurder?

6 De Vlaamse regering wil met het Renovatiepact tegen 2050 alle Vlaamse woningen en appartementen op een maximale score D brengen in 2030 en C in 2040.

Ga via het onlinelesmateriaal naar de website van de Vlaamse overheid om een antwoord te vinden op de vragen.

a Wat is het Renovatiepact?

b Via welke vier instrumenten probeert de Vlaamse overheid dat te realiseren?

7 Concreet betekent dat dat de Vlaamse regering energiebesparende investeringen aanmoedigt. Wat hiermee bedoeld wordt, ontdek je aan de hand van een ontdekplaat.

a Welke energiebesparende maatregelen worden voorgesteld?

b Hoe werkt isolatie?

c Op welke twee manieren werkt de bouwsector actief mee om het ‘warmteverlies’ te beperken?

©VANIN

d Leg met je eigen woorden uit hoe isolatie kan zorgen voor d1 een lage energierekening

ontdekplaat

d2 optimaal comfort

d3 geen of minder ontwikkeling van vocht of schimmel

d4 een positieve bijdrage aan de bescherming van het milieu

e Welk probleem kan er ontstaan bij gebrek aan ventilatie?

8 Vroeg geleerd is oud gedaan.

Bekijk eerst de video via het onlinelesmateriaal.

a Hoe stel je de centrale verwarming het best in als je vertrekt op wintervakantie? Verklaar je antwoord door de juiste antwoorden te markeren.

De verwarming stel je zo in dat de binnentemperatuur °C bedraagt.

Als je de verwarming uitzet, wordt de binnenlucht wel / niet meer opgewarmd en verplaatst alle energie zich van binnen naar buiten / buiten naar binnen tot er een thermisch evenwicht is van bijvoorbeeld een wintertemperatuur van 6 °C.

Als je de verwarming laat opstaan zal er wel / geen verplaatsing zijn van energie van buiten naar binnen / binnen naar buiten maar de binnenlucht zal op een temperatuur van blijven.

b Markeer het juiste antwoord.

©VANIN

Hoe groter het temperatuurverschil tussen de kamertemperatuur in het gebouw en de buitenlucht, hoe meer / minder je moet verwarmen om de binnentemperatuur op peil te houden.

Om zo zuinig mogelijk te moeten verwarmen, moet je zo veel / zo weinig mogelijk isolatie in het gebouw aanbrengen.

Interessant

Met een slimme thermostaat kun je energie besparen en de verwarmingsregeling in huis optimaliseren

De slimme thermostaat is een onderdeel van geconnecteerde apparaten

Hij kan informatie verzamelen, verwerken en via internet doorsturen. Dat biedt je heel wat nieuwe mogelijkheden:

– Je kunt de verwarming bedienen met een app op je smartphone. De verwarming hoger of lager zetten, kan dus terwijl je naar huis aan het rijden bent.

– Je kunt je energieverbruik volgen.

– Je kunt de verwarming instellen per kamer of zone. Daarvoor moeten de knoppen op de radiatoren vervangen worden door speciale radiatorknoppen met ingebouwde temperatuurmeter en afstandsbediening.

– Er bestaan zelfs modellen die aangesloten zijn op een soort gps-systeem waarbij je smartphone aangeeft waar je precies bent. Als je bijna thuis bent, stuurt je smartphone een signaal waardoor de verwarming aangezet wordt.

Wereldwijd werden duurzame ontwikkelingsdoelen (SDG) ontwikkeld om ervoor te zorgen dat iedereen een betere toekomst kan krijgen.

Elk land moet ervoor zorgen dat alle doelen gerealiseerd worden.

Om het doel te bereiken voor betaalbare en duurzame energie wordt in Vlaanderen sterk ingezet op het isoleren van woningen.

Goede isolatie zorgt voor: – een lage energierekening – optimaal comfort

– geen of minder ontwikkeling van vocht of schimmel – een positieve bijdrage aan de bescherming van het milieu

Test jezelf: oefening 10

KUN JE VOORKOMEN DAT ER WARMTE ONTSNAPT?

Als je warmte laat ontsnappen, zal je energierekening hoog zijn en je comfort laag.

©VANIN

Fig. 4.7

Aha!

samenvatting

1 Verband tussen warmte en temperatuur

In de dagelijkse omgangstaal wordt vaak als synoniem voor gebruikt.

Warmte en temperatuur zijn echter twee

Ze houden wel verband met elkaar.

Aha!

Temperatuur is een maat van de materiedeeltjes in een stof. Door warmte, thermische energie, toe te voegen aan de stof of er energie aan te onttrekken, verandert de bewegingsenergie van de deeltjes. De temperatuur stijgt of daalt.

Het is de laagst mogelijke temperatuur waarbij materiedeeltjes geen kinetische energie meer hebben en dus niet meer in beweging zijn.

2 Thermische energie en warmtebalans

Overdracht van thermische energie kan op drie verschillende manieren gebeuren:

–

Bij wordt de energie via botsingen tussen de materiedeeltjes overgedragen.

– Bij verplaatst materie met veel energie (hoge temperatuur) zich naar een plaats waar de temperatuur lager is.

– Bij is er een toename van de energie bij het voorwerp dat de straling ontvangt.

Warmte is de die overgaat van een voorwerp met een (grote kinetische energie) naar een voorwerp met een (lage kinetische energie).

Een hoeveelheid warmte stel je voor met het . De eenheid is de

©VANIN

De warmtehoeveelheid is een maat voor de

De overdracht gaat door tot er een is. De gemiddelde kinetische energie van beide voorwerpen is dan even groot. Ze hebben eenzelfde temperatuur. Er is een of

Je kunt dat principe voorstellen met een .

3 Warmtehoeveelheid

De hoeveelheid warmte die nodig is om een temperatuurverandering te veroorzaken is afhankelijk van onder meer de soort materie en de massa van de materie.

4 Warmte vasthouden

Wereldwijd werden duurzame ontwikkelingsdoelen (SDG) ontwikkeld om ervoor te zorgen dat iedereen een betere toekomst kan krijgen.

Elk land moet ervoor zorgen dat alle doelen gerealiseerd worden.

Om het doel te bereiken voor betaalbare en duurzame energie wordt in Vlaanderen sterk ingezet op het van woningen.

Goede isolatie zorgt voor:

CHECKLIST

Wat ken/kan ik?

helemaal begrepen

hier kan ik nog groeien pg.

Ik kan de begrippen temperatuur en warmte in functie van een context juist gebruiken 103

Ik kan het verband tussen de grootheden temperatuur en warmte toelichten

Ik begrijp dat de kinetische energie van materiedeeltjes wijzigt bij veranderende temperatuur.

Ik kan uitleggen dat je de grootheid temperatuur kunt meten dankzij de kinetische energie van materiedeeltjes.

Ik kan de eenheid van temperatuur gebruiken in metingen.

Ik kan het verband tussen de Celsiusschaal en de Kelvinschaal illustreren

Ik ken het begrip ‘absoluut nulpunt’.

Ik weet dat de grootheid temperatuur geen bovengrens heeft.

Ik ken de drie verschillende vormen van warmteoverdracht.

Ik kan met een experiment toelichten dat een bepaalde temperatuur anders kan aanvoelen.

Ik ken de eenheid van warmtehoeveelheid.

Ik kan de begrippen thermisch evenwicht en warmtebalans toelichten aan de hand van een experiment.

103, 105

103-106

107, 108

109

109, 110

110

110, 111

Ik kan een warmtestroom verduidelijken aan de hand van een blokschema. 111

Ik ken de factoren die de hoeveelheid warmte die nodig is om een temperatuurverandering te veroorzaken, beïnvloeden.

Ik kan de invloed van elk van deze factoren aan de hand van een experiment toelichten

Ik kan zelfstandig een wetenschappelijk onderzoek uitvoeren

Ik weet wat SDGs zijn.

Ik kan de SDGs in verband brengen met de leerstof van het afgelopen schooljaar.

Ik weet wat klimaatneutraal betekent.

Ik weet met welk instrument je ‘warmteverlies’ opspoort en ik kan uitleggen hoe het werkt.

Ik kan een thermofoto lezen

Ik weet welke koudebruggen er kunnen voorkomen in een woning.

Ik kan uitleggen wat een EPC-certificaat is en welk nut het heeft.

Ik weet wat het Renovatiepact is.

Ik kan de drie grote energiebesparende maatregelen die de Vlaamse regering voorstelt toelichten

Je kunt deze checklist ook op invullen bij je Portfolio.

112-114

114

115, 116

116

117

118

119

119, 120

TEST JEZELF

1 Leg uit dat de begrippen warmte en temperatuur geen synoniemen zijn.

2 Waarom is het niet gezond om lang in een jacuzzi te zitten die een temperatuur heeft van 38 °C?

3 Op een winderige winterdag is de gevoelstemperatuur lager dan de echte omgevingstemperatuur. Leg uit waarom het kouder voelt dan het in werkelijkheid is.

4 Thermoregulatie is een voorbeeld van thermisch evenwicht. Leg uit wat er fout loopt bij de volgende voorbeelden.

– Door het dragen van te dikke kleding kun je verhit geraken.

– Het lichaam van een drenkeling raakt in ijskoud water snel onderkoeld.

5 Aan de rand van een openluchtzwembad staat een klein schaaltje gevuld met water. Na een hele dag zomerzon is het water in het schaaltje behoorlijk warm. Is het water in het zwembad even warm? Verklaar.

©VANIN

6 In een groot bekerglas giet je twee gelijke hoeveelheden water. De ene hoeveelheid water heeft een temperatuur van 20 °C en de andere 60 °C.

– Wat is de eindtemperatuur van de totale hoeveelheid water?

7 Na een weekendje aan zee midden in de winter verwarmt de woonkamer vrij snel, maar de meubels blijven nog lang koud aanvoelen. Hoe komt dat?

9 Leg uit hoe een thermosfles de drie verschillende vormen van warmteoverdracht verhindert.

spiegelende

8 Op de afbeelding zie je hoe je van je ventilator een airco kan maken. Hoe werkt dat?

binnenwand buitenwand

10 Hoe kun je verklaren dat de dakisolatie in een rijhuis belangrijker is dan de isolatie van de zijgevels?

©VANIN

Verder oefenen? Ga naar .

Woordenlijst

Thema Voortplanting

hoofdstuk term definitie in je eigen woorden

3bizar vreemd

2embryonale ontwikkeling (de)

2foetale groei (de)

ontwikkeling van het ongeboren kind gedurende de eerste elf weken van de zwangerschap

ontwikkeling van het ongeboren kind vanaf de twaalfde week tot aan de geboorte

2mitose (de)gewone celdeling waarbij twee identieke dochtercellen ontstaan

2moederkoek (de)

orgaan dat zorgt voor de uitwisseling van voedingsstoffen, zuurstof en afvalstoffen tussen moeder en ongeboren kind

2placenta (de)zie moederkoek

2stamcellenEen stamcel is een nietgespecialiseerde cel die de voorloper is van gespecialiseerde cellen.

2zygote (de)bevruchte eicel

©VANIN

Thema Omzetting en transport van energie hoofdstuk term definitie in je eigen woorden

2alternator (de)wisselstroommachine

4 energiedissipatie (de) omzetting van energie in warmte

4fitting (de)metalen houder met schroefdraad om een lamp te bevestigen

4lichtsterkte (de)helderheid van een lichtbron

3looping (de)lus in achtbaan

2niet-nuttige energie (de) deel van de energie dat verloren gaat, meestal onder de vorm van warmte

2nuttige energie (de) dat deel van de energie dat daadwerkelijk voor het gebruiksdoel ter beschikking staat

4optimaliseren verbeteren

4sonde (de)peilstift

5transformerenomzetten

©VANIN

Thema Aspecten van een chemische reactie

hoofdstuk term definitie in je eigen woorden

4activeringsenergie (de)

1chemische reactie (de)

4endoenergetische reactie (de)

4endotherme reactie (de)

kleine hoeveelheid energie die de reactie op gang brengt

proces tussen stoffen waarbij nieuwe stoffen gevormd worden met andere eigenschappen dan de oorspronkelijk stoffen

chemische reactie waarbij energie opgenomen wordt uit de omgeving

chemische reactie waarbij warmte opgenomen wordt uit de omgeving

4energiediagram (het) diagram dat de energiewijzigingen tijdens een chemische reactie voorstelt

4exoenergetische reactie (de)

4 exotherme reactie (de)

1fysisch verschijnsel (het)

chemische reactie waarbij energie afgegeven wordt aan de omgeving

chemische reactie waarbij warmte afgegeven wordt aan de omgeving

proces waarbij tijdelijke veranderingen bij de stoffen optreden

2horlogeglas (het) cirkelvormig laboratoriumglaswerk dat een beetje bol staat

3neerslag (de)vaste stof die ontstaat bij een chemische reactie

1 reactieproduct (het) eindproduct bij een chemische reactie

2 reactieschema (het) voorstelling (met woorden) voor een chemische reactie

©VANIN

2 reactievergelijking (de) voorstelling (met formules) voor een chemische reactie

1 reagentiabeginproducten bij een chemische reactie

1 spatel (de) soort labolepel

1 uitgangsproduct (het) beginstof bij een chemische reactie

©VANIN

Thema Warmte en temperatuur

hoofdstuk term definitie in je eigen woorden

1absoluut nulpunt (het)

4duurzaam energieverbruik (het)

allerkoudste temperatuur die er bestaat = -273 °C

verbruik van duurzame energie, energie die is opgewekt met behulp van bronnen die niet uitputbaar of CO2-neutraal zijn (biomassa, wind, zon en water)

4energielabel (het) wordt gebruikt om het energieverbruik van een product aan te geven

4EPC-certificaat (het) document dat toont hoe energiezuinig een gebouw is

4klimaatneutraal

eigenschap waarbij er niet meer broeikasgassen in de atmosfeer mogen komen dan dat er door de natuur of met technologie kunnen uitgehaald worden

4koudebrug (de)plaats aan een gebouw waar, door slechte thermische isolatie, warmteoverdracht plaats kan vinden

4Renovatiepact (het) een plan om te komen tot een energiezuinig gebouwenpark

4target (de)doel

1temperatuur (de)

grootheid die je kunt meten met een thermometer

4thermofoto (de)foto genomen met IR-straling in plaats van met licht

©VANIN

1warmte (de)kinetische energie (warmtehoeveelheid) die zich verplaatst van een hogere temperatuur naar een lagere temperatuur