Kap 6 Energi Idag Og I Framtiden

Front 1

Forklar hva en energikilde og hva en energibærer er. Gi eksempler

Back 1

I en energikilde er energien lagret slik at vi kan utnytte den direkte, eller vi kan bruke den til å produsere en energibærer. F.eks: solenergi, vannkraft, vindkraft, naturgass og biomasse. I en energibærer er energi lagret slik at den enkelt kan omformes og transporteres. F.eks: elektrisitet, hydrogengass, olje og naturgass. Men også foredlet biobrensel som ved, briketter og pellets

Front 2

Forklar hva vi mener med primære og sekundære energibærere. Gi eksempler

Back 2

Primære energibærere er elektrisitet som er produsert ved hjelp av vannkraft, kull, naturgass, råolje og ved. Energibærere som er omdannet eller produsert ved hjelp av andre energibærere er sekundære energibærere. Eks; hydrogengass produsert ved elektrolyse, bensin produsert ved raffinering av olje og fjernvarme produsert ved brenning av avfall.

Front 3

Forklar begrepet energi

Back 3

Energi er et begrep vi bruker når vi skal måle eller beregne det som må til for at noe skal forflytte seg, endre form eller endre temperatur. Energi er det som får det til å skje. To hovedformer: Potensiell energi og kinetisk energi.

Front 4

Hvilke former for energi kjenner du til og hvordan kan de grupperes?

Back 4

De kan grupperes i Fornybar(Saltkraft, Tidevann, jordvarme og SOLENERGI) og ikke-fornybar energi. (Kjernespalting, fossile energikilder)

Front 5

Forklar de to energilovene

Back 5

1. Energi kan ikke bli borte eller oppstå, men bare gå over til en annen energiform. 2. I en energiovergang går energien over til en energiform med lavere energikvalitet.

Front 6

Hva er fornybare og ikke-fornybare energikilder? Gi eksempler

Back 6

Ikke-fornybare energikilder er energikilder vi bruker opp. Eks: olje, kull, naturgass og uran. Fornybare kan brukes om igjen. Eks: solenergi, vindenergi og vannkraft.

Front 7

Forklar begrepet virkningsgrad

Back 7

Virkningsgraden forteller hvor stor del av den tilførte energien som blir til nyttig energi.

Front 8

Hva tror du er årsakene til at kina og india har økt utslippene av CO2 de siste 10-20 årene?

Back 8

gruble/diskusjonsspørsmål

Front 9

Hva er de tre viktigste fossile energikildene på jorda?

Back 9

Kull, olje og gass

Front 10

Hvilke gasser kan dannes når vi bruker fossile energikilder? Hvilke virkninger har hver av disse gassene på miljøet?

Back 10

Karbondioksid er en sterk drivhusgass. Svoveldioksid og forkjellige nitrogenoksidgasser gir surere nedbør.

Front 11

Forklar hvordan et saltkraftverk kan lage elektrisk energi

Back 11

Et saltkraftverk utnytter trykket som oppstår når vann går fra ferskvanns- til saltvannssiden av anlegget, til å produsere elektrisitet. (Ferskvann, membran som slipper vann igjennom mot saltvann, vann presses ut pga. Trykk og inn i en turbin, strøm)

Front 12

Hva er årsaken til reduksjonen i SO2-utslippene i Norge?

Back 12

Gode rensemetoder i industribedriftene har halvert SO2-utslippene de siste 20 årene.

Front 13

Hva er årsaken til at Nox-utslippene i Norge ikke er særlig redusert?

Back 13

Rensing av avgassene har redusert Nox-utslippene fra biler med ca. 30%, men pga. Den økte biltrafikken er utslippet nesten det samme som for 20 år siden.

Front 14

Skriv reaksjonsligningen for forbrenning av metangass med ord og kjemiske symboler

Back 14

Metangass + oksygengass -> karbondioksidgass + vann + energi. (CH4(g) + 2O2(g) -> CO2(g) + 2H2O(g) + energi)

Front 15

Forklar hva en hybridbil er

Back 15

En hybridbil veksler på å bruke en bensin- eller dieselmotor og en elektrisk motor. Batteriene til den elektriske motoren lades når forbrenningsmotoren går. Dette gir svært lave utslipp av CO2.

Front 16

Hva er måleenheten for effekt og hvilket symbol har det?

Back 16

Watt er måleenheten for effekt. W er symbolet

Front 17

Forklar hva vi mener med passiv utnytting av solenergi, gi eksempler

Back 17

Passiv utnytting av solenergi er å tilpasse bygninger slik at mye solenergi blir absorbert. Plassering av vinduer, glassrom.

Front 18

Forklar hva som menes med aktiv utnytting av solenergi

Back 18

Aktiv utnytting av solenergi vil si at vi bruker spesielle solfangere til å absorbere strålingen fra sola

Front 19

Forklar hvordan en solfanger virker

Back 19

En solfanger er en slags beholder med en mørk del som absorberer solenergi og plast eller glass som dekker rommet som stenger varmeenergien i solfangeren. Væske, f.eks. Vann, blir oppvarmet når rørene går igjennom solfangeren, og den varme væsken går så i rør til rommene i boligen.

Front 20

Hvilke stoffer brukes vanligvis til bygging av solceller?

Back 20

Silisium med bor og silisium med fosfor.

Front 21

Hva vil det si at silisium er dopet med bor og fosfor i solcelle? Foklar hensikten med dette

Back 21

Silisium på p-siden er dopet med bor, altså tilsatt små mengder bor, som har tre elektroner i ytterskallet. Dette er "positiv doping". Silisium på n-siden er dopet med fosfor, tilsatt noen få fosfor atomer, som har 5 elektroner i det ytterste skallet. Dette er negativ doping. Hensikten med dette er at i rent silisum er det 4 elektroner i ytterskallene og de danner elektronbindinger med de andre silisiumatomene. Dette leder energi dårlig (silisium er halvmetall). Med dopingen så gjør det at n-siden har overskudd med elektroner og p-siden har underskudd. Derfor vandrer elektronene.

Front 22

Forklar begrepene n-doping og p-doping i solcelle

Back 22

P-doping er når silisium blir tilsatt en liten mengde bor, sånn at det blir overskudd av elektroner som går over til n-siden: N-doping er når silisiumet er tilsatt noen atomer fosfor, sånn at det blir underskudd av elektroner og det tar til seg elektroner fra p-siden.

Front 23

Lag en skisse/forklar hvordan en solcelle er bygd

Back 23

N-siden øverst, p-siden nederst. Elektronene vandrer fra n-siden (fosfor) til p-siden (bor). En positiv og en negativ elektrisk side (n+, p-) blir dannet og utgjør en barriere som hindrer elektronene på n-siden å vandre til p-siden. Lysenergi slår løs elektroner og elektronene på p-siden kan vandre til n-siden men ikke omvendt. Elektronene på n-siden vandrer tilbake gjennom en ytre strømkrets til p-siden.

Front 24

Forklar hvordan en solcelle virker

Back 24

N-siden øverst, p-siden nederst. Elektronene vandrer fra n-siden (fosfor) til p-siden (bor). En positiv og en negativ elektrisk side (n+, p-) blir dannet og utgjør en barriere som hindrer elektronene på n-siden å vandre til p-siden. Lysenergi slår løs elektroner og elektronene på p-siden kan vandre til n-siden men ikke omvendt. Elektronene på n-siden vandrer tilbake gjennom en ytre strømkrets til p-siden.

Front 25

Hva er likt og ulikt mellom batterier og solceller?

Back 25

I både solcelle og batteri må vi ha ett stoff som gir fra seg elektroner og ett som mottar. I batteriet er det kjemiske krefter som frigjør elektroner, i solcellen er det lysenergi. I batteriet stopper de kjemiske prosessene opp når stoffene er brukt opp, men i solcellen blir ikke stoffene brukt opp og så lenge vi har lys, kan solcellene lage elektrisk strøm.

Front 26

Hva er det som gjør at solceller har forholdsvis lav virkningsgrad?

Back 26

Virkningsgraden til en solcelle er den energien som utnyttes i prosent av den energien som mottas. Nesten 20% av lysbølgene har for lav energi til å slå løs elektroner, mens over 40% har for høy energi til at hele energien kan utnyttes til å slå løs elektroner.

Front 27

Hva er biomasse?

Back 27

Alt som stammer fra fotosynteseproduksjon i dagens biologiske kretsløp og som inneholder organiske stoffer, regner vi som biomasse.

Front 28

Skriv likningen for fotosyntesen

Back 28

CO2 + H2O + solenergi -> C6H12O6 + O2

Front 29

Nevn forskjellige typer biomasse og produksjon av bioenergi som benyttes idag

Back 29

Typer biomasse: Tømmer. Produksjon av bioenergi: Bioolje av planteoljer og dyrefett blir tilsatt i diesel, Biogass (metan + karbondioksid) dannet av organisk avfall som blir brytt ned anaerobt. Biogass blir brukt i landbruk, næringsmiddelindustrien og til transport.

Front 30

Hva er varme?

Back 30

overføring av energi fra en gjenstand med høy temperatur til en gjenstand med lavere temperatur.

Front 31

Forklar de tre prinsippene vi bør kjenne til for å forstå hvordan en varmepumpe fungerer. Gi eksempler fra hverdagen der vi ser hvordan de samme prinsippene virker

Back 31

1: FORDAMPNING. En væske som fordamper/går over til gassform, tar opp energi fra omgivelsene. (Vann på hud etter dusj som tar opp varme fra deg og fordamper. Du blir kaldere). 2: ØKT TRYKK/KOMPRESSOR: Temperaturen i en gass øker når trykket øker (økt trykk i sykkelpumpe gir høyere temp. hvis du holder foran den). 3: KONDENSASJON: Gass som går over til væskeform, gir fra seg energi til omgivelsene. (Rom med varm, fuktig luft, vanndamp som kondenserer fordi huden din har lavere temp. enn dampen. Huden blir varmere)

Front 32

Hva er og hvilken oppgave har kjølemediet i et varmepumpesystem?

Back 32

1. Kjølemediet har ofte vært propan, ammoniakk (tidligere KFK, HFK, men er farlig), men nyere varmepumper bruker flytende CO2) Kjølemediet har ett kokepunkt som er lavere enn temperaturen i omgivelsene. Selv ved svært lav temp. Kan kjølemediet ta opp energi fra omgivelsene og fordampe. Kjølemediet er i et lukket rørsystem i fordampningsdelen (utedelen) av en varmepumpe.

Hint 32

2.I kompressoren blir Kjølemediegassen presset sammen og temperaturen øker til ca 50C.

Front 33

Hva er og hvilken oppgave har kompressoren i et varmepumpesystem?

Back 33

Kompressoren er "motoren" i varmepumpa. Den blir tilført energi, trykker kjølemediegassen fra fordampningsdelen sammen og pumper den gjennom rørsystemet, hvor tempen øker.

Front 34

Forklar med egne ord hvordan en varmepumpe virker

Back 34

En varmepumpe har tre deler som kjølevæsken går gjennom. Fordampningsdeler som er utfor huset, hvor kjølevæsken fordamper ved lav temp og tar opp energi. Så går kjølegassen over til kompressoren (som blir tilført energi) som øker trykket, slik at varmen stiger enda mer i kjølegassen. Kjølegassen går så inn i rørsystemet hvor den kondenserer og slipper fra seg energi til omgivelsene, altså varmer opp huset. En ventil slipper væsken tilbake ut til fordampningsdelen utfor huset og prosessen gjentas. Altså væske > lav temp > gass > kompressor, høyere press, høyere temp > inn i varmen > kondensasjon, slipper fra seg varme > ventil ut igjen

Front 35

Gi eksempler på områder der en varmepumpe kan hente energi

Back 35

Varmepumper henter energi fra luft, jord og vann. Uteluft, grunnvann, jord, sjøvann, ferskvann.

Front 36

Forklar hva som menes med varmefaktoren til en varmepumpe

Back 36

Varmefaktor = varmeenergi som blir avgitt delt på energi som blir tilført. Varmefaktoren for en varmepumpe blir høy når temperaturforskjellen mellom det varme og kalde området er liten.

Front 37

Hvordan varierer varmefaktoren i varmepumpen med variasjonene i ute- og innetemperaturen?

Back 37

Varmefaktoren blir høy når temperaturforskjellen mellom det varme og kalde er liten.

Front 38

Det er oppgitt at varmepumpen har en virkningsgrad på 4. Hva betyr det?

Back 38

Det betyr at det blir avgitt 4 ganger mer energi i form av varme enn energi som blir tilført i kompressoren.

Front 39

Nevn noen stoffer på jorda som inneholder hydrogen

Back 39

Vann, H2O. HYDROKARBONER. Andre kilder er de fleste former av organisk materie (for tiden alle livsformer), kull, fossilt brensel og naturgass. Metan (CH4), som er et biprodukt av organisk forråtnelse, blir en viktigere kilde til hydrogen.

Front 40

I hvilken kjemisk forbindelse eller kjemisk form må hydrogenet være for at vi skal kunne bruke energien i det?

Back 40

Ren gassform.

Front 41

Forklar hvorfor hydrogengass er en energibærer og ikke en energikilde

Back 41

Hydrogengass må først produseres ved hjelp av en energikilde, siden det bare er små mengder H2 fritt i atmosfæren fordi det reagerer så lett med O2, så måvi transportere det, mens vi holder det atskilt fra O2 til forbruksområdet hvor vi kan frigjøre energien.

Front 42

Gjør rede for produksjon av hydrogengass ved reformering av naturgass. Skriv reaksjonslikning

Back 42

CH4 + 2 H2O → CO2 + 4 H2. Ved høyt trykk og temperatur reagerer metan og vann sammen og blir til karbondioksid og hydrogengass

Front 43

Gjør rede for produksjon av hydrogengass ved elektrolyse av vann. Skriv reaksjonslikning

Back 43

Elektrisk energi + 2H2O(l) -> 2h2(g) + O2(g). Hydrogenet i vannet blir redusert fra H+ioner til H2gass ved at hydrogen mottar elektroner fra oksygenet, som blir oksidert. Det dannes dobbelt så mye hydrogen som oksygen.