Arbeid, energie en vermogen
Natuurkunde experimenten rondom de thema's Arbeid [J = Nm], Energie [J = Nm] en Vermogen [P, J/s, Nm/s]
Apparaten, maar ook mensen, verbruiken energie. 100 Watt bijvoorbeeld, is dat veel of weinig energie?
Wat is potentiële energie en wat is kinetische energie?
Hoeveel vermogen heb JIJ? Zoek een heuvel of een hoge trap. Weeg jezelf (evt samen met je fiets), time hoe lang te er over doet om boven te komen en bereken hoeveel vermogen je hebt gebruikt om je eigen lichaamsgewicht in die tijd naar boven te brengen.
Energie-vormen kun je verdelen in hoogwaardige en laagwaardige energievormen.
- Hoogwaardige energievormen laten zich zonder al te veel energie-verlies omzetten in andere (lagere) vormen.
- Laagwaardige energievormen geven bij omvorming naar hogere energievormen veel energieverlies.
De termen 'hoogwaardig' en 'laagwaardig' corresponderen met de economische waarde van de energievorm. Bij omzetting van (economisch gezien) hoogwaardige potentiele energie naar (economisch gezien) laagwaardige warmteenergie, verlies je geld, ook al is het energetische rendement 100%. Het is dus zonde om warmte op te wekken met een stuwdam, want dezelfde hoeveelheid energie in elektriciteit levert meer geld op.
Een perpetuum mobile is een denkbeeldig apparaat dat eenmaal in beweging uit zichzelf blijft bewegen en eventueel in staat geacht wordt energie op te wekken uit niets. Bron: Wikipedia! Een DENKBEELDIG apparaat.
Voor wie het eens is met de stelling dat we te maken hebben met een broeikaseffect en dat we moeten streven naar minder CO2 in de lucht, lijkt Carbon Engineering een interessant concept. Carbon Engineering is niet het enige concept dat CO2 rechtstreeks aan de lucht kan onttrekken, maar het is wel de meest efficiente methode. Bovendien kun je met deze methode brandstof maken...
Koolzuur direct onttrekken aan de lucht. Direct Air Capture DAC
Bekijk de video en bedenk kritische vragen! Waaraan moet een dergelijke installatie volgens jou voldoen om ECHT het stempel GROEN te verdienen? Klik op readmore om mijn suggesties te lezen...
ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) is een internationaal samenwerkingsproject met als doel de wetenschappelijke en technische haalbaarheid aan te tonen van kernfusie als energiebron op aarde (bron: https://nl.wikipedia.org/wiki/ITER). Hoe realistisch is het dat kernfusie binnen afzienbare tijd in onze energie-behoefte kan voorzien?
Kan een kernfusiecentrale ter grootte van een sporthal, produktiegereed zijn in 2028!? En dat terwijl de peperdure kenrfusiereactor ITER pas in 2035 gereed is? Volgens deze bron kan dat!
Het Canadese bedrijf General Fusion gaat een eerste demonstratiereactor voor kernfusie bouwen in Engeland. De nieuwe technologie werkt met een kleinere reactor dan bestaande kernfusie methodes. Daardoor ligt commerciële toepassing binnen bereik.
Kernfusie, de duurzame variant van kernenergie, is al decennia lang een belofte in energieland. Maar commerciële toepassing lag tot voor kort nog ver achter de horizon. De kernfusiereactor van General Fusion is kleiner en geschikt voor verschillende toepassingen. Dat maakt deze vorm van kernfusie commercieel aantrekkelijker. De proefreactor die General Fusion gaat bouwen is bedoeld om de techniek te bewijzen in de praktijk. De bouw van de demonstratiereactor in Engeland moet eind 2022 beginnen, en in 2025 zijn voltooid.
Juig niet te vroeg: doorgaans renderen dergelijke vernieuwende energiebronnen slechts dankzij subsidies. Dus wees kritisch!
De guillotine is een instrument waarmee door middel van een valbijl mensen werden onthoofd. De guillotine van PhysicsExperiments.org bestaat uit een botte dikke aluminium plaat. Als je deze plaat ongeremd laat vallen, komt hij met een harde klap tot stilstand.
Hoewel deze bijl absoluut bot is, zal niemand na het horen van de klap nog geneigd zijn vingers zomaar onder deze guillotine te leggen.
Lestoepassingen: energie-omzetting, wervelstroom, stroom en magnetisme
NIEUW!!! De TinkerCAD Barmhartige Guillotine geprint met 3D printer.
Newtons wieg of craddle is een prachtig voorbeeld van een volledig elastische botsing.
Bij een volkomen IN-elastische botsing bewegen de beide lichamen na de botsing verder alsof ze één lichaam geworden zijn. Dit is het tegenovergestelde van de volkomen elastische botsing (Newtons craddle).
Een waterkoker zet stroom om in warmte. Daarbij gaat ook energie verloren.
Je hebt tegenwoordig gloeilampen, spaarlampen (TL-lampen) en LED-lampen. Het rendement van een LED-lamp is veel hoger dan het rendement van een gloeilamp. Wat is de definitie van het rendement van een lamp?
Hoge energiedichtheid is gunstig voor de energie-opslag. Hoe hoger de energiedichtheid, hoe minder kg's of liters je van de energiedrager je in je voertuig mee hoeft te dragen. Is de energiedichtheid van waterstof is misschien de reden om juist deze brandstof te gebruiken voor het voortstuwen van raketten??? We gaan kijken naar verschillende vormen van energie-opslag en hun energiedichtheid. Welke energie-opslag is het meest geschikt voor mijn auto?
Hoe kunnen we in de toekomst in onze energiebehoefte voorzien? Kernfusie, windenergie, bio-energie, zonne-energie, kernsplitsing, aardwarmte, waterstofgas, getijde-energie en lichaamsenergie op een rijtje.
Nederland is klein maar verbruikt wel heel veel energie. In hoeverre kunnen we in onze energiebehoefte voorzien met 'Groene' energie zoals bijvoorbeeld windmolens, zonnepanelen of biomassa-verbrandings-centrales zonder dat ons landje verandert in één grote energiecentrale? Overdrijven maakt soms duidelijk! Om antwoord op deze vraag te vinden, gaan we per groene energie-vorm opschalen: hoeveel oppervlak neemt het in beslag als de nationale energiebehoefte van Nederland geheel zou worden voorzien door één van deze vormen van energie?
Driecilinder Elsbett-motor levert 40 procent rendement tegenover gewone benzine- of dieselotoren die slechts 21 en 30 procent effectieve energie leveren. Rijden op PPO heeft zo veel voordelen. CO2-neutraal, een verbruik van 3 liter op 100 kilometer en een bijzonder lange levensduur: 500.000 kilometer voor een motor is heel normaal." Deze driecilinder heeft een inhoud van ongeveer 1300 cc. Geloof het of niet: hij levert net zo veel vermogen als een 1900 cc viercilinder dieselmotor van Mercedes."
H2Fuel is een gepatenteerde techniek voor de productie, opslag en vrijgave van waterstof. De productie behoeft geen elektrolyse, de opslag vindt onder atmosferische omstandigheden plaats in een poeder en de vrijgave gebeurt zonder toegevoegde energie met heel schoon water, waarbij niet alleen de in het poeder opgeslagen waterstof voor 100% vrijkomt, maar als bonus ook eenzelfde hoeveelheid waterstof uit het water.
Energiedichtheid, een pleidooi voor kernenergie. Een aantal geleerden meent dat kernenergie 3.0/4.0 (twee vormen van kernsplitsing) de energieoplossing voor de toekomst van Nederland vormt. Professor Guus Berkhout en de heer Theo Wolters zeggen: één van de allerbelangrijkste eigenschappen van een energiebron/drager is energiedichtheid. Dat geldt nog eens extra voor een dichtbevolkt land als Nederland. Kernenergie scoort hier top.
De Groene Rekenkamer is een door ingenieurs, wetenschappers en journalisten opgerichte stichting met als missie:
Cijfermatige controle van economische en/of wetenschappelijke aannames, berekeningen alsmede de daar aan gekoppelde conclusies is de enig juiste wijze om vrij van emotie en objectief vast te stellen of beleidskeuzes productief dan wel contraproductief zijn. Wij rekenen op lokaal niveau maar ook op internationaal niveau, waarbij het streven is om op deze wijze bij te dragen aan een mooiere, schonere en gezondere wereld.
Synthetische brandstoffen of E-fuels zijn koolstofneutraal en een andere manier om de uitstoot van broeikasgassen te verminderen. E-fuels worden geproduceerd via het PtL-proces (Power-to-Liquid). Dit genereert een synthetische vloeibare brandstof door gebruik te maken van hernieuwbare elektriciteit, water en koolstofdioxide die wordt opgevangen uit de atmosfeer of andere bronnen. Waterstof wordt geproduceerd uit hernieuwbare elektriciteit door middel van elektrolyse. De E-fuels worden ten slotte gesynthetiseerd aan de hand van het Fischer-Tropsch proces, dat werkt aan de hand van een katalysator.
Bron: https://informazout.be/nl/blog/synthetische-brandstoffen-welke-zijn-er-en-hoe-worden-ze-gebruikt
Bron: https://www.deingenieur.nl/artikel/e-fuels-gaan-belangrijke-rol-spelen-bij-vervoer
De mechanische batterij uitgelegd - Een vliegwielcomeback? Als het gaat om energieopslag, is onze eerste gedachte meestal lithium-ionbatterijen. Maar wat als we old school zouden gaan... zoals dingen heel snel laten draaien en die kinetische energie vastleggen, old school. Ik dacht dat ik een voorbeeld van een mechanische batterij zou uitleggen: het vliegwiel. En maken ze een comeback?
Subcategorieën
impuls
Dichtheid: experimenten waarbij de thema's botsing en impuls centraal staan.
Rendement
Rendement: experimenten waarbij het thema rendement centraal staat.
Duurzame energie
Hoe kunnen we in de toekomst in onze energiebehoefte voorzien? Kernfusie, windenergie, bio-energie, zonne-energie, kernsplitsing, energie uit kernafval, aardwarmte, waterstofgas, getijde-energie en lichaamsenergie, waterstof ... Hoe ziet onze energietoekomst er uit? Als kernfusie en/of kernenergie uit kernafval verbranden in de toekomst mogelijk wordt, wordt energie wellicht heel goedkoop en schoon. Is dat wel goed voor onze aarde? Want, wat gaat de mens doen met al deze energie?