Energie bij chemische omzettingen
Bij een batterij wordt chemische energie omgezet in elektrische energie en warmte. Met de wet van behoud van energie reken je uit hoeveel energie er beschikbaar is en hoelang die voorraad meegaat.
Bij een batterij die stroom levert, wordt chemische energie omgezet. Een deel komt terecht als elektrische energie en een deel als warmte. Volgens de wet van behoud van energie gaat er geen energie verloren. Die verandert alleen van vorm.
Daarom geldt bij een omzetting: chemische energie is gelijk aan elektrische energie plus warmte. Met die gelijkheid kun je een berekening controleren.
De energie die in een batterij zit, reken je uit met de verhouding energie per massa. Het getal geeft aan hoeveel joule één gram van de stof bevat. Vermenigvuldig dat met de massa in gram.
Bij een vraag over de duur reken je de totale energie om naar het verbruik per tijdseenheid. Deel de totale energie door het verbruik per dag. Een onvolledige dag telt niet mee, dus rond je naar beneden af.
Let op de eenheden. Een massa in milligram moet je eerst omrekenen naar gram. Een tijd in seconden reken je om naar dagen met 60 × 60 × 24.
Onthoud
Bij een batterij wordt chemische energie omgezet in elektrische energie en warmte.
Er gaat geen energie verloren, want de totale energie blijft gelijk.
Met de verhouding energie per massa bereken je de energie van een batterij.
Het aantal dagen volgt uit de totale energie gedeeld door het verbruik per dag.
Voorbeeld uit een echt examen
ex1
Het zalmbatterijtje van 100 mg levert energie aan een zendertje. Bereken het maximale aantal dagen dat de batterij energie kan leveren.
- 1
Reken de energie in het batterijtje uit: 100 × 10⁻³ g × 799 J g⁻¹ = 79,9 J.
Veelgemaakte fouten
Veel leerlingen vergeten de massa om te rekenen naar gram. Reken 100 mg eerst om naar 0,100 g.
Sommige leerlingen tellen de warmte niet mee bij de energieomzetting. Chemische energie is gelijk aan elektrische energie plus warmte.
Bij een maximaal aantal dagen rond je naar beneden af. Een gewoon afrondonder naar het dichtstbijzijnde getal geeft dan een te hoog antwoord.
Snel checken
Een batterij levert 20 J elektrische energie. De omgeving krijgt daarnaast 5 J warmte. Hoeveel chemische energie wordt er omgezet?
Een zalmbatterijtje heeft een massa van 200 mg. De verhouding energie per massa is 799 J g⁻¹. Hoeveel energie bevat het batterijtje?