Energi Flashcards

1
Q

Læreplans mål

A

o Gjøre forsøk med solceller og solfangere og gjøre rede for hovedtrekkene i
virkemåten.
o Gjøre rede for hvordan varmepumper virker, og i hvilke sammenhenger varmepumper brukes.
o Gjøre rede for ulik bruk av biomasse som energikilde.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

Energi?

  • Er det mulig å bruke opp?
  • Måles i?
A
  • Det som får noe til å skje.
  • Nei energi kan ikke brukes opp men det endrer bare form.
  • Joule
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

Hvordan måler man

energi i mat?

A
  • Kalorier!
  • Oppgis i kcal og kJ
  • 1 kcal = 4,2 kJ
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

Energi former?
Energi deles i to hovedformer?
Hvilken type energi er det snakk om i mat

A
  • Varmeenergi
  • Strålingsenergi
  • Kjemisk energi
  • Vindenergi
  • Elektrisk energi
  • Lydenergi

-Stillingsenergi (potensiell energi)
«Når et legeme står i en viss stilling i forhold til et
underlag, sier vi at legemet har stillingsenergi i forhold til
underlaget»
- Bevegelsesenergi (kinetisk energi)
«Den energi en gjenstand har på grunn av sin fart»

-Det er snakk om kjemisk energi i mat

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

Energikilder og energimottakere

A

Energi kan ikke bare oppstå fra ingenting – det må være en energikilde hvor energien kommer fra. Dit energien overføres er energimottakeren.

Eksempel: Oppvarming av stue ved bruk av vedovn
Sola - bjørketre - vedovn - stua - omgivelser
Dette kalles for energikjeder. De fleste energikjeder starter med sola og ender i omgivelsene.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

Energi kan brukes til?

A

Energikilder kan brukes til direkte energiutnytting, eller til å produsere energibærere (stoffer energien kan lagres i).

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

Energioverføring

A

Energi kan overføres fra et sted til et annet ved varme eller arbeid.

-Varme:
Energioverføring som følge av temperaturforskjell. Går alltid fra der det er høy temperatur til der det er lav.

-Arbeid:
Energioverføring som følge av at krefter virker på en
gjenstand som beveger seg.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

Effekt?
Siden effekt (W) er det samme som energi (J) per tid (s),
hvor mange J/s er 1 W?

A

-Effekt (P) er et mål på energioverføring (E) per tid (t):
𝑬𝒇𝒇𝒆𝒌𝒕 = 𝑬𝒏𝒆𝒓𝒈𝒊/𝑻𝒊𝒅

  • Effekt oppgis i enheten watt (W)
  • 1 W = 1 J/s
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

Varme

A

Varme:

Energioverføring som følge av temperaturforskjell. Går alltid fra der det er høy temperatur til der det er lav.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

Temperatur
-Hva er det som
beveger seg i en
gjenstand?

A

Temperatur er et mål for den indre bevegelsesenergien i en gjenstand.
-Atomer og molekyler!

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

Indre energi

A
  • Den totale indre energien til en gjenstand er summen av bevegelsesenergien og stillingsenergien til partiklene som gjenstanden er bygd opp av
  • Kalles også varmeenergieller termisk energi
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

Partikler

Hva er partikler?

A

Vannmolekyler Bygd opp av hydrogen- og

oksygenatomer.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

H2O

A

Smeltepunkt: 0°C
Kokepunkt: 100°C
100°C – Gassform (vanndamp)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

Fordamping og koking ?

A
  • Fordamping foregår ved alle temperaturer, men skjer bare fra overflaten av væsken.
  • Koking foregår når temperaturen i væsken når kokepunktet og skjer også inne i væsken.
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

Tilstandsoverganger

A

I en tilstandsovergang blir det tilført energi uten at temperaturen endrer seg.

Ved smelting av is vil temperaturen ligge på 0°C til all isen har gått over til vann (væskefasen).

På samme måte vil temperaturen ligge på 100°C helt til alt vannet har fordampet.

Når prosessen går andre veien – fra vanndamp til vann, eller fra vann til is – avgis det energi.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

Energiloven

A

Energi kan verken oppstå eller
forsvinne, bare overføres fra én
energiform til en annen.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
17
Q

Loven om energikvalitet

A

I en energioverføring synker den samlede energikvaliteten

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
18
Q

Høyverdige og lavverdige energiformer

A

En energiform er høyverdig dersom den enkelt kan overføres til
nyttige energiformer. En energiform er lavverdig dersom den
vanskelig kan overføres til nyttige energiformer.

19
Q

Eksempler på høy verdig energiformer og lav verdi

A
Høy
-bevegelsesenergi
-stillingsenergi
-elektrisk energi
-kjemisk energi
Lav
-kjerneenergi
-lydenergi
-indre energi
20
Q

Historisk sett, hva kom først av energi?

A
  1. Ilden
  2. Vind (seilbåter, evt. Vindmøller)
  3. Vann (vannhjul, kverne mel, evt. Elektrisitet…)
  4. Kull (i dampmaskin)
  5. Olje og gass
21
Q

Hva er vår aller viktigste energikilde?
Hvordan skaper den energi?
Lager Norge nok energi til å dekke vårt engeri behov?
Hvor får vi energien fra som vi bruker i Norge?

A

Sola
>99% !
-Ved å fusjonere Hydrogen-> Helium
-Nei
-Mest egenprodusert, vannkraft, olje og kull – men vi bruker MER enn vi lager.
Resten importerer vi fra våre Skandinaviske naboer og kommer fra kull og kjerneenergi.

22
Q

Fornybare og ikke-fornybare energikilder

A

Fornybare

  • Jorda
  • Sola
  • Tidevann

ikke - forybare

  • Fossile energi kilder
  • Atom kjerner
23
Q
Beskriv energi overføring i en vindmølle.
Hvorfor mer effektivt på havet enn land?
Visuell støy?
Lyd støy?
Holdbarhet?
Tilførselsnett?
virkningsgrad?
A

Bevegelsesenergi roterer turbinbladene, lufta mister fart.

  • Mer vind.
  • individuelt
  • ja, innenfor 2 km
  • ca 20 år
  • ja
  • 40-45% (98% fra vann turbiner og ca 30% fra solcelle)
24
Q

Virkningsgraden?

A

Vi bruker ikke energi direkte, men overfører den til en annen form – har mye å si for hvor mye av energien vi nytter. Virkningsgraden for en energioverføring er forholdet mellom den nyttige energien vi henter ut og den energien vi tilfører.
Virkningsgraden= Nyttigenergi/tilførtenergi * 100%

25
Q

ENØK

A

Energiøkonomisering
-Går utpå å få energibruk så effektivt som mulig
I Norge står vannenergiverkene for 99% av elektrisitet produksjon. Vann turbiner omdanner bevegelsesenergi i strømmen til elektrisitet. Kan ha virkningsgrad så høyt som 97-98% !

26
Q

Solfangere
Får vi nok sol i Norge til å bruke kun
solfangere til oppvarming?

A

Solfangere overfører strålings-energi fra sola til indre energi i vann. Vannet føres til et energi-lager og kan brukes til varmtvann eller til oppvarming av boliger. Solfangere kan være en del av takkonstruksjonen i et hus eller et stort fjernvarmeanlegg.

-nei, i vinterhalvåret må vi bruke noe
annet i tillegg

27
Q

Solfangeranlegg

A

1) Energien tas opp av en svart metallplate – temperaturen øker
2) i den svarte plata er det kobberrør med vann i –vannet varmes opp!
3) Dette vannet brukes som varmt vann, eller til å transportere varme til boligen
4) Metallplata er montert i en kassa som forhindre varmetap (”drivhus”)

28
Q

Hva skjer hvis sola ikke skinner?

A

Vi trenger en måte å LAGRE energien på.
-Kobberrøret er et lukket rørsystem som får det varme vannet i solfangeren til å sirkulere gjennom huset.
-Kaldt vann blir så pumpet tilbake ut til solfangere for å bli
varmet opp på ny.
-Anlegget bør ha en termostat for å kunne slå seg av når temp. i vannet ute er kaldere enn inne i huset. Da bør huset ha et alternativ varmekilde, f.eks. et elektrisk vannvarmere.

Det trengs minst 1m 2 solfanger / person for å få nok varmtvann, og enda mer hvis vannet brukes til å varme opp huset via en radiator eller vannrør i gulvet.

29
Q
Solfangere tar mye plass!
Hvilken vinkel skal de ha ift. sola?
Hvorfor det?
Hva er virkningsgraden til en solfanger
under de beste forholdene?
Er det god økonomi?
A

-45-60 grader.
-Fanger opp mest sol.
-ca. 80%, men virkningsgraden faller når det er
kaldest ute –akkurat da man trenger den mest!
-Ja – Det koster å innstalere, men betaler for seg selv i løpet av få år.

30
Q

Varmepumper

A

En varmepumpe overfører indre energi fra
omgivelsene til en bolig slik at innetemperaturen
i boligen stiger mens utetemperaturen
faller (et omvendt kjøleskap).

Fordi utetemperaturen er lavere enn
innetemperaturen, må varmepumpa bruke
høyverdig elektrisk energi.

31
Q

Varmefaktor

Som oftest, er varmefaktoren rundt 3. Hva vil det si?

A

Varmepumpen bruker strøm når kompressoren gjør et arbeid på kjølemiddelet.
VARMEFAKTOREN er et mål på forholdet mellom den
strømmengden som må tilføres, og den energien som man får ut, inne i boligen:
Varmefaktor = levert varme f = Q
tilført energi E

-For hver kWH vi bruker på pumpen, får vi ut tre ganger så mye
varme inne i boligen.

32
Q

Kilder til lavverdi energi som kan

brukes i varmepumper

A

Vann, fjell jord, og luft

33
Q

Fordeler/ulemper med

varmepumper?

A

Fordeler?

  • Henter energien lokalt, istedenfor å bruke energi også for å frakte.
  • Sparer miljøet mye forurensning og CO2.
  • Spare penger (får ut f.eks. 3 ganger så mye som bruker i strøm).

Ulemper?

  • Dyrt og energiintensivt å bore – spesielt hvis bruker fjell
  • Hvis bruker luft, blir lufta kaldere akkurat når trenger mest varme fra den
  • Før, var kjølemidlene farlige for ozonlaget, men ikke lenger!
34
Q

Solceller

A
  • Omdanner solenergien direkte til elektrisk energi
  • Fotoelektrisitet
  • Solenergien absorberes av en halvleder (silisium)
  • Elektroner blir frigitt og tvinges gjennom en elektrisk krets
35
Q

Halvlederen silisium

A

-Hovedbestanddelen i 95 % av de solcellene som blir
produsert.
-Halvmetall og halvleder
-Fire elektroner i ytterste skall
-Silisium må tilføres atomer av andre grunnstoff for å øke
ledningsevnenrste skall.
-I reint silisium er atomene bundet sammen med sterke
elektronparbindinger, slik at alle atomer har åtte elektron i ytterste.

36
Q

Oppbyggingen av solceller

A

• Solceller er svært tynne, ca 0,3 mm, og hoveddelen består av to silisiumlag
• Det andre laget er n-dopet. Det er tilsatt fosforatomer med fem elektroner i ytterste skall.
• Ett av lagene er ”p-dopet”. Det er tilsatt små mengder
boratomer med tre elektroner i ytterste skall.x|

37
Q

Noen få Silisium-atomer blir byttet ut med en annen stoff – fosfor eller bor. Vi sier at silisiumplata er…?

A

”dopet”

38
Q

Virkningsgraden til en solcelle
Hvorfor er virkningsgraden lav?
Hovedutfordring?

A
  • Virkningsgrad: den energien som utnyttes i prosent av den energien som mottas.
  • I dag har solcellene en virkningsgrad rundt 20 %, men en regner med at det vil bli vanlig med 50 % om noen år. Det forskes stadig på hvordan en kan gjøre solcellene mer effektive.
  • Fordi bare noen av lysfotonene som treffer solvellene lykkes med å sparke elektroner mellom silisiumplatene.
    Noen blir reflektert, noen farer tvers gjennom uten å treffe elektroner.

-å produsere solceller billig nok.

39
Q

HVORDAN ØKE VIRKNINGSGRADEN?

A

-Ved å kombinere flere typer solceller er det i dag mulig å få den totale virkningsgraden opp til 30 %.

-Vi kan koble solceller sammen i et solcellepanel
-Spenningen over en enkelt solcelle er 0,5 V.
-Vi kan seriekoble solcellene for å øke spenningen.
-Vi kan parallellkoble solcellene for å beholde samme
spenning.
-Når vi kobler flere solceller sammen, øker effekten. Det gjelder både ved seriekobling og ved parallellkobling

40
Q

Serie- og parallellkobling

A
Seriekobling
Spenning (U)
= 12 V + 12 V + 12 V = 36 V
Effekt 
(P) = 3 · 100 W = 300 W
Parrlellkobling
Spenning
(U) = 12 V
Effekt
(P) = 3 · 100 W = 300 W
41
Q

Hva er biomasse

A

*Alt som stammer fra fotosynteseproduksjon i dagens
biologiske kretsløp, og som inneholder organiske stoffer – Trevirke i skog
– Treavfall
– Mye avfall fra husholdning, industri og landbruk

*0,5 – 1 % av solenergien som treffer jorda bindes som kjemisk
energi i organiske stoffer

  • Energi som utvinnes fra biomasse kalles bioenergi
42
Q

Biomasse er CO2 – nøytral

A

Når vi forbrenner biomasse frigjøres
like mye CO2 som det som ble bundet i
fotosyntesen:6CO2 (g) + 6H2O (l)
→ C6H12O6 (s) + 6O2 (g)

  • Dersom tilveksten er like stor som forbrenningen av biomasse , gir bruk av biomasse ingen økning i CO2 – nivået
  • Forbrenning av fossilt materiale tilfører CO2 til atmosfæren fra kilder utenfor det naturlige karbonkretsløpet.
43
Q

Bruk av biomasse

A
  • Historisk sett har energi fra biomasse vært den viktigste energikilden
  • Forbrenning av biomasse gir lavere utslipp av NOx og SO2 enn fossilt brensel, men høyere utslipp av partikler.

Utslipp av partikler gir lavere luftkvalitet og kan gi
luftveisplager

• Gjengroing er et økende problem i Norge. Denne
biomasseressursen kan i større grad utnyttes i fremtiden:
– Flis, ved, pellets til oppvarming av boliger
– Fjernvarmeanlegg

44
Q

Bioenergi er viktig også i framtida

A

• Biomasse kan brukes til å lage flytende drivstoff
– Bioolje lages fra planteoljer
– Biodiesel kan lages av biooljer og brukes direkte i dieselmotorer.

  • Biogass er en blanding av metangass og karbondioksid
  • Biogassen har et bredt bruksområde blant annet i landbruk og næringsmiddelindustrien.
  • Foredlet biobrensel kan brukes til oppvarming, kraftproduksjon og drivstoff.