Energieomzettingen en de kwaliteit van energie
Bij elke omzetting van energie gaat een deel als warmte verloren. Met dit onderwerp leer je waarom een proces nooit alle energie aan het gewenste product kan geven.
Bij elke omzetting van een vorm van energie in een andere vorm wordt er minstens een deel omgezet in warmte. Bij het Solar-Jet-proces wordt lichtenergie deels chemische energie in syngas, maar een deel verdwijnt als warmte in de omgeving. Daarom is maar 1,7% van de zonne-energie vastgelegd.
Warmte heeft een lage kwaliteit van energie. Die energie is moeilijk om te zetten in een andere vorm, vooral als de temperatuur laag is. Chemische energie en elektrische energie hebben juist een hoge kwaliteit, omdat ze makkelijk in andere vormen om te zetten zijn.
Het begrip kwaliteit helpt om te begrijpen waar energie verloren gaat. De energie blijft behouden, maar bij elke omzetting wordt een deel omgezet in warmte van lage kwaliteit. Bij energieverlies zoek je dus naar manieren om minder energie als warmte weg te laten vloeien.
Bij het Solar-Jet-proces kan dat op verschillende manieren. Men kan het licht beter naar de reactiekamer sturen, of warmte uit de gassen die de reactor verlaten terugwinnen. Zo blijft er meer energie over voor de vorming van syngas.
Onthoud
Bij elke omzetting van energie ontstaat minstens een deel warmte.
Warmte is energie van lage kwaliteit, vooral bij een lage temperatuur.
Chemische en elektrische energie hebben een hoge kwaliteit.
Energieverlies verkleinen betekent minder energie als warmte laten wegvloeien.
Warmte uit afvoergassen kan opnieuw gebruikt worden om het proces te verwarmen.
Voorbeeld uit een echt examen
ex1
Gevraagd worden twee maatregelen die het energieverlies in het Solar-Jet-proces kunnen beperken. Elke juiste maatregel levert 1 punt op.
- 1
Energieverlies betekent dat energie als warmte naar de omgeving verdwijnt.
Veelgemaakte fouten
Veel leerlingen zeggen dat energie verdwijnt, terwijl het beter is te zeggen dat ze wordt omgezet in warmte die naar de omgeving gaat.
Warmte wordt vaak gezien als even bruikbare energie, terwijl warmte bij een lage temperatuur een lage kwaliteit heeft.
Snel checken
Bij de omzetting van lichtenergie in chemische energie in het Solar-Jet-proces geldt welke uitspraak?
Welke vorm van energie heeft de laagste kwaliteit?