05.02. Warmtebronnen 

05.02. LEERPLANDOEL(EN) OVSG LEERLOKAAL 

IDW F2 nat.ver. 5 B.4 Van een warmtebron zeggen waarvoor deze wordt gebruikt.

05.02. KENNIS - WAAR GAAT HET OVER

Wat is een warmtebron?
Een warmtebron is iets dat warmte afgeeft aan de omgeving.
Die warmte kan dienen om te verwarmen, te koken, te drogen, te smelten, enz.

Soorten warmtebronnen en hun toepassingen

• Natuurlijke warmtebronnen zijn warmtebronnen die in de natuur zelf ontstaan, zoals de zon, vuur, aardwarmte en lichaamswarmte van dieren.

  • • Zon  → De belangrijkste natuurlijke warmtebron op aarde.
      Wordt gebruikt om ruimtes of voorwerpen op te warmen.
      Helpt bij drogen van kleding, verwarmen van huizen (passieve zonne-energie).
      Wordt gebruikt in zonneboilers of zonne-ovens.

    • Vuur (verbranding)
      Kampvuur / open haard / houtkachel
      Verwarmen van mensen of ruimtes.
      Bereiden van voedsel (vroeger: koken op open vuur).
      Lichtbron in het verleden.

    • Warmbloedige dieren (zoals mensen)
      Lichaamswarmte door verbranding van voedsel.
      Geeft warmte af aan omgeving, bv. bij knuffelen.

    • Aardwarmte (geothermische warmte)
      Warmte uit de kern van de aarde, via vulkanen of warmwaterbronnen.
      Wordt soms gebruikt voor verwarming (bv. in IJsland).

    • Wrijving in de natuur
      Als twee oppervlakken langs elkaar bewegen (bv. boomstammen, wind over zand).
      Levert meestal weinig warmte op, maar kan bij dieren (bv. vogels die veren wrijven) warmte geven.

• Kaars of fakkel

  • • Licht- en warmtebron (vroeger gebruikt voor verlichting en een beetje verwarming).

• Huishoudelijke toestellen (moderne warmtebronnen)

  • • Fornuis / kookplaat: Verwarmen van voedsel, koken, bakken.

    • Oven: Gebruikt om te bakken of braden.

    • Strijkijzer: Warmte om kleding glad te maken.

    • Verwarmingstoestellen (cv-ketel, radiator, gaskachel, elektrische verwarming): Om kamers en huizen warm te houden.

    • Waterkoker / boiler / thermos: Warm maken of warm houden van water.

• Elektrische toestellen als warmtebron

  • • Föhn / haardroger: Om nat haar te drogen met warme lucht.

    • Broodrooster: Verwarmen/roosteren van brood.

    • Warmtedeken / elektrisch kussen: Gebruikt om mensen warm te houden (bv. in bed).

• Industriële warmtebronnen

  • • Lasapparaat / smeltoven / soldeerbout (voor oudere of technisch sterke leerlingen): Wordt gebruikt om metalen te smelten of te verbinden.

• Ontploffing / explosie

  • • Snelle chemische reactie met veel warmte en gasvorming.
      Voorbeelden: vuurwerk, benzine-explosie in een auto- of raketmotor.

• Zelfverwarmende producten (exotherm)

  • • Twee stoffen worden gemengd → chemische reactie → warmte komt vrij.
      Voorbeelden: handwarmers met ijzerpoeder en zout → reageren met zuurstof → geven warmte af.
      Zelfverwarmende maaltijden in het leger of bij kamperen.

• Neutralisatiereacties (zuur + base)

  • • Zuur en base reageren → warmte komt vrij.
      Voorbeeld: Zwak zuur (zoals azijn) + natriumbicarbonaat kan licht opwarmen.

Toepassingen van warmtebronnen

• Verwarmen → Mensen, dieren of ruimtes warm houden → Radiator, open haard, warmtedeken, zon

• Koken en bakken → Eten bereiden of opwarmen → Fornuis, oven, barbecue, kampvuur

• Opwarmen van water → Water warm maken voor gebruik  → Waterkoker, boiler, zonneboiler

• Smelten van stoffen  → Stoffen vloeibaar maken  → Kaars (was), chocolade, soldeerbout

• Drogen  → Vocht verdampen uit voorwerpen of kleding  → Föhn, droogkast, zon, verwarming

• Licht geven  → Warmtebron die ook licht geeft  → Kaars, gloeilamp, zon

• Aandrijven van machines  → Warmte omzetten in beweging of energie  → Stoommachine, verbrandingsmotor

05.02. SUGGESTIES ACTIVITEITEN 

05.02.01 Warmtebronnen identificeren
Laat leerlingen verschillende warmtebronnen in hun omgeving identificeren, zoals de zon, een radiator, een kaars en een elektrische kachel.
Bespreek hoe deze bronnen warmte produceren.

05.02.02 Warmtebronnen in de natuur
Laat leerlingen buiten verschillende natuurlijke warmtebronnen identificeren, zoals de zon, composthopen, en warmwaterbronnen.
Bespreek hoe deze bronnen warmte produceren.

05.02.03 Warmte door wrijving
Laat leerlingen twee stukken hout tegen elkaar wrijven en voelen hoe ze warm worden door wrijving.
Laat leerlingen een rubberen band snel heen en weer wrijven en voelen hoe deze warm wordt.
Maak vuur d.m.v. een vuurboog.
Bespreek hoe beweging kan worden omgezet in warmte-energie, hoe wrijving warmte kan genereren.

05.02.04 Schaduw en zon: temperatuuronderzoek
In deze activiteit onderzoeken leerlingen hoe de stand van de zon samenhangt met de luchttemperatuur. Op een zonnige dag meten ze op vier verschillende momenten de temperatuur met een thermometer en tekenen ze hun schaduw op dezelfde plek met krijt. Zo ontdekken ze op een visuele en meetbare manier hoe zonlicht, zonnestand en schaduwlengte samenhangen met warmte en temperatuur.

05.02. MOGELIJKE LINKEN 

Techniek duiden: vroeger vs. nu – evolutie van warmtebronnen

IDW F4 techniek 3 B.7 De evolutie en de verbetering van technische systemen duiden.

Houtvuur --> Elektrische verwarming, gas
Kaarsen --> Ledlampen en centrale verwarming
Open haard --> Radiatoren en warmtepompen
Zonnewarmte op huid/steen --> Zonnepanelen, zonneboilers  

Door deze evolutie te bekijken, leren leerlingen ook duurzaamheidsdenken: sommige warmtebronnen (bv. zon) zijn hernieuwbaar, andere (bv. gas) niet.

Tijd (geschiedenis)
Verwarming vroeger en nu

•     Vroeger: open haard, vuur, stoof.

•     Nu: centrale verwarming, warmtepomp, zonneboiler.

•     Evolutie van warmtebronnen: van hout → steenkool → gas → elektriciteit → hernieuwbaar.

Kleding vroeger en nu

•     Hoe mensen zich beschermden tegen kou: dierenvellen, wol, bont.

•     Vergelijking met moderne thermokledij.

Burgerschap / duurzaamheid
Energie en milieu

•     Denken over duurzame warmtebronnen: zon, biomassa, aardwarmte...

05.02. STEM-UITDAGINGEN

Zonne-oven maken
Laat leerlingen een eenvoudige zonne-oven maken met een pizzadoos, aluminiumfolie en plasticfolie.
Gebruik de oven om marshmallows of kleine snacks te verwarmen en bespreek hoe de zon als warmtebron werkt.