Energie havo/vwo

Energie

Integrale doelen (vwo cursief)

De leerling kan:

1. via een apparatenonderzoek komen tot een bepaling van vermogen, energieverbruik en rendement;

2. de werking van een cv-installatie demonstreren aan de hand van een model, waarbij verbranding, diverse vormen van warmtetransport en isolatiemaatregelen aan de orde komen;

3. onderzoek doen door metingen in diverse elektrische schakelingen(onder andere parallel en serie) naar de relatie tussen stroomsterkte en spanning;

4. met behulp van een model van een huisinstallatie de werking en de toegepaste veiligheidsmaatregelen uitleggen;

5. de werking van een aantal apparaten gebaseerd op elektromagnetisme demonstreren;

6. aan de hand van verzamelde gegevens uit diverse bronnen informatie geven over de Nederlandse energievoorziening: over de vormen van (groene) energie, over de hoeveelheid energie (per huis, stad, land), het energietransport en de belasting voor het milieu.

Relevante contexten: duurzaamheid (energiebronnen, energieopwekking en –verbruik (warmte, elektriciteit), aarde en atmosfeer, energielabels, isolatie);

veiligheid (elektriciteit); transport (energiegebruik in verkeer).

Karakteristieke werkwijzen Vakinhouden natuurkunde (vwo cursief) Karakteristieke denkwijzen Modelontwikkeling en -gebruik

 Met een model de werking van een cv-installatie demonstreren.

 In een elektrisch schakelschema parallel en in serie geschakelde lampjes en weerstanden weergeven met de juiste symbolen.

Onderzoeken

 Experimenteel onderzoek doen naar de relatie tussen spanning en

stroomsterkte in diverse schakelingen met diverse onderdelen.

 Onderzoek doen naar het

energieverbruik van diverse apparaten.

Vormen van energie, energieomzetting, transport, opwekking, arbeid, rendement, vermogen

1. De diverse energiesoorten (bewegingsenergie, zwaarte-energie, kernzwaarte-energie, elektrische zwaarte-energie, chemische energie, warmte) onderscheiden.

2. Energieomzettingen beschrijven en met voorbeelden toelichten.

3. Verschillende energiebronnen en manieren van energieopwekking en energieopslag beschrijven, en analyseren hoe deze energie gebruikt kan worden.

4. Onderscheid maken tussen 'nuttige' energie en 'toegevoerde' energie en nagaan op welke manier energie 'nuttig' gebruikt kan worden.

5. Met behulp van de energielabels voor diverse apparaten een keuze maken en deze ordenen.

Schaal, verhouding en hoeveelheid

 Een grote windturbine levert elektriciteit voor duizenden huishoudens; een kolen-energiecentrale levert energie voor honderdduizenden huishoudens.

 Een huis met een dak vol zonnepanelen levert op jaarbasis precies genoeg energie voor dat huis.

Oorzaak en gevolg

 Verwarmen van een stof betekent een toename van de kinetische energie van moleculen.

 Onderzoek doen naar de isolerende werking van materialen.

Ontwerpen

 Ontwerpen van een schakeling met elektromagnetische schakelaar en LDR.

Redeneervaardigheden

 Een verband leggen tussen inhoudelijke onderwerpen uit D2 en denkwijzen uit D3, bijvoorbeeld dat bij het omzetten van energie er steeds sprake zal zijn van behoud van energie.

Informatievaardigheden

 Met behulp van recente bronnen een overzicht maken van diverse vormen van energie, energieopwekking, energieomzetting en transport, met het oog op energievoorziening in de toekomst en hierop reflecteren.

Rekenkundige en wiskundige vaardigheden

 Omrekenen van Kelvin naar graden Celsius en omgekeerd.

 Rekenen met energie, vermogen en tijd (E=P.t).

 Opstellen van een energierekening.

 Rekenen met spanning, stroomsterkte en weerstand (U=I.R) aan serie- en parallelschakelingen.

6. Vermogen met energie en tijd beschrijven.

7. Vermogen als product van spanning en stroomsterkte beschrijven.

Warmte, verbranding, thermodynamica

8. Manieren van warmtetransport (geleiding, stroming en straling) en isolatie beschrijven.

9. Uitleggen welke ingrediënten nodig zijn voor

verbranding, een beargumenteerde keuze maken hoe geblust kan worden en een verband leggen tussen verbranding van stoffen en het milieu.

Elektriciteit en magnetisme

10. Lading als drager/transporteur van energie herkennen.

11. Lading op atomair niveau herkennen.

12. Stroomsterkte, spanning en weerstand beschrijven.

13. Toepassingen van spanningsbronnen beschrijven.

14. Verschillende soorten stroomkringen uitleggen.

15. Het effect dat serie- en parallelschakelingen hebben op de stroomsterkte en spanning beschrijven.

16. De grootte van de spanning en stroomsterkte in een eenvoudige schakeling berekenen.

17. De V- en A-meter in een schakeling gebruiken en uitleggen.

18. Veiligheidsmaatregelen in huisinstallaties herkennen.

19. Het risico van elektrische stroom door het lichaam herkennen en uitleggen hoe dit vermeden kan worden.

20. De werking en het gebruik van magneten beschrijven.

21. Transformatorgebruik in de context van huishoudelijke apparaten beschrijven.

22. Zekering en aardlekschakelaar in de context van veiligheid beschrijven.

Structuur en functie

 Vorm, materiaal en functie van (verwarmings)toestellen relateren aan gebruik in bepaalde situaties, zoals straalkachel of zonnepanelen.

 Relatie vorm, functie en materiaal bij isolatiematerialen.

Stabiliteit en verandering

 Bij een energieomzetting verandert de energiesoort, maar de

energiehoeveelheid blijft behouden.

Systeem en systeemmodellen

 Het weer is een systeem, waarbinnen de waterkringloop een belangrijke rol speelt.

 De centrale verwarming is een systeem met een terugkoppeling, waardoor de temperatuur in huis of gebouw beheerst kan worden.

Behoud van energie

 Bij fysische processen is er sprake van behoud van energie. Vaak wordt er veel energie omgezet in warmte.

Duurzaamheid

 Duurzame energie levert een grote bijdrage aan minder CO2 uitstoot. Bij de productie van elektriciteit uit kolen ontstaat minstens 17 keer meer CO2 dan bij de productie van elektriciteit uit zonlicht.

Waarderen en oordelen

 Nagaan of maatregelen om

energiezuinig te leven en te wonen ook nageleefd (kunnen) worden.

Energie in de toekomst

23. Duurzame energiebronnen (zon, wind, water, biomassa) en conventionele energiebronnen (fossiele brandstoffen) beschrijven en vergelijken.

24. De voor- en nadelen van verschillende energiebronnen beschrijven en daarbij een keuze maken.

 Per miljoen opgewekte kWh bespaart windenergie in Nederland 400 ton CO2

ten opzichte van de bestaande energiecentrales.

Risico’s en veiligheid

 Het menselijk lichaam bevat ongeveer 65% water waarin allerlei bestanddelen zijn opgelost zoals zouten, eiwitten, suikers enzovoort. Hierdoor wordt het menselijk lichaam geleidend voor elektrische stroom.

Mogelijkheden voor invulling keuzestof

 Tussen transport van warmte en isolatie in de context van energiebesparing verband leggen en beoordelen welke manieren effectief toegepast kunnen worden.

 Enkele methoden beschrijven hoe energie opgeslagen kan worden en de effectiviteit hiervan beoordelen.

In document Kennisbasis natuur­ wetenschappen en technologie voor de onderbouw vo (pagina 42-46)