experiment

3
Je hebt drie manieren gebruikt om het molentje te laten draaien, het draadje op te
rollen en zo de dop te laten stijgen:
● Het water vloeit naar beneden door de zwaartekracht.
● Door te blazen krijg je een luchtverplaatsing, net zoals bij wind.
● Je spieren brengen je vingers in beweging.
De drie acties zorgen ervoor dat het molentje draait, en er arbeid wordt verricht.
Voor arbeid is er energie nodig. Energie betekent in het Grieks “een kracht in
actie”. Tijdens het experiment heb je drie verschillende soorten energie gebruikt:
de energie die de zwaartekracht aan water geeft (energie uit waterkracht), de
energie uit de beweging van de lucht (windenergie) en de energie afkomstig van
je spieren (spierkrachtenergie).
4
Verklaring
Toepassingen
We onderscheiden verschillende energievormen:
● mechanische energie, die beweging voortbrengt (zoals in de proef), bijvoorbeeld de
energie uit waterkracht die wordt opgewekt door de beweging van water; de
windenergie die wordt opgewekt door luchtverplaatsing en de spierkrachtenergie die
wordt aangemaakt door onze spieren;
● thermische energie, bijvoorbeeld de warmte van een haardvuur;
● elektrische energie, bijvoorbeeld bij bliksem;
● nucleaire energie, die voorkomt uit de krachten die de deeltjes in de kern van een
atoom bij elkaar houden;
● chemische energie, die ontstaat als de bindingen tussen atomen worden verbroken,
bijvoorbeeld bij de verbranding van het gas van een fornuis of tijdens de aanmaak
van elektriciteit in een batterij;
● stralingsenergie, bijvoorbeeld het licht dat wordt
uitgezonden door de zon of door een lamp.
Heel wat energievormen kunnen voortkomen uit
verschillende bronnen, zoals we hebben
vastgesteld tijdens het experiment. Sommige
energiebronnen zenden verschillende
energievormen uit, een gloeilamp bijvoorbeeld
zendt warmte (thermische energie) en licht
(stralingsenergie) uit.
Fiche 1
Zei je "energie"?
“Wat een energie!” roept men uit bij sportprestaties. “Energiecrisis” kopt de krant.
“Energiebesparing is noodzakelijk om de opwarming van de aarde tegen te gaan”
herhalen de ecologen. Spreekt iedereen hier over dezelfde energie?
Wat is energie eigenlijk? ➤

1
2
1
2
Materiaal
● 1 plastic fles met dop
● 1 dop van een plastic fles
● potlood
● schaar
● dunne draad
● passer
Experiment
Verwijder de ring die rond de hals van de fles zit. Knip het bovenste gedeelte van
de fles af op ongeveer 10 centimeter van de top van de fles. Maak met de schaar
een reeks schuine, parallelle inkepingen in de hals, zoals aangeduid op de
tekening. Vouw de vleugels om. Let erop dat ze even ver omgevouwen worden.
Schroef de dop van de fles. Maak met de punt van de passer een gaatje in het
midden van de dop. Maak één uiteinde van de draad vast rond de hals van de
fles (daar waar de ring van de dop rond zat). Knoop het draadje goed vast rond
de hals van de fles. Bevestig het andere uiteinde van de draad aan de dop door
hem door het gaatje in de dop te halen.
Illustraties : © Luis Espinoza
3
4
5
6
?
? x
Plaats het molentje dat je maakte in stap 1 op de punt van het potlood, zodat het
vlot kan draaien. Hou het molentje onder een waterstraal uit de kraan, terwijl je
het draadje met de dop horizontaal over je vinger laat hangen, zonder het te
spannen.
Draai de kraan dicht, rol het draadje af.
Blaas boven het molentje.
Rol het draadje af en duw met je vinger tegen het molentje.
Welke energievorm zorgt ervoor dat de schroef draait en het
draadje oprolt?
draad
potlood

3
Bij elke proef smelt het kaarsvet dankzij de warmte, de thermische energie:
● De vlam brandt en verbruikt het hout van de lucifer en zuurstof uit de lucht. Hierbij
komt warmte vrij die het kaarsvet doet smelten.
● De zonnestralen worden geabsorbeerd door het kaarsvet, waardoor het opwarmt en
smelt.
● De elektrische energie uit de batterij brengt de ijzerwol onder een elektrische
spanning. De elektrische energie verwarmt de draad en doet zo het kaarsvet
smelten. De wasknijper zorgt ervoor dat je je vingers niet verbrandt.
4
Verklaring
Toepassingen
Tijdens het experiment worden drie verschillende bronnen gebruikt om dezelfde
energievorm te genereren, namelijk warmte:
● In het eerste geval ontstaat er warmte bij de verbranding (thermische energie uit een
chemische reactie). Tijdens de verbranding wordt het hout in combinatie met zuurstof uit
de lucht omgezet in koolstofdioxide, waterdamp en as. Hier is de lucifer de energiebron.
● In het tweede geval is er een natuurlijke warmtebron, namelijk de zon.
● In het derde geval is er een elektrische bron, nl. de batterij. Tijdens deze proef wordt
elektriciteit geproduceerd door een chemische reactie binnen in de batterij.
Hoe kies je de beste energiebron om met hetzelfde resultaat te verwarmen?
● De lucifer heeft een korte levensduur en zorgt voor vervuilend gas en afval.
● De batterij raakt opgebruikt en er zitten vervuilende bestanddelen in.
● De energiebron die het minst schadelijk is voor het milieu en die nooit opgebruikt raakt,
is de zon.
Er is wel een probleem. Als er tijdens de proef een wolk voor de zon verschijnt, wordt het
kaarsvet niet voldoende opgewarmd en zal het niet smelten. We zien dus dat het niet
altijd even gemakkelijk is om een keuze te maken. We moeten daarom goed nadenken
over de voor- en nadelen van de energiebron die we
gebruiken, en ons afvragen hoeveel energie en welke
energie we waar en wanneer nodig hebben. We
moeten ook nadenken over het rendement en de
beperkingen van de toestellen waarmee we de
energie verbruiken. Een laatste factor waar we
rekening mee moeten houden, is het gewenste
comfort. Wanneer we met al deze factoren rekening
houden bij onze keuze, spreken we van rationeel
energiegebruik.
Fiche 2
Bestaan er verschillende manieren om te
verwarmen?
De mens heeft vele verschillende systemen uitgevonden om zich te verwarmen.
Sommige zijn milieuvriendelijker dan andere. Waarop moet men zich baseren bij
het kiezen van een verwarmingssysteem?
Kun je aantonen dat je kaarsvet op verschillende manieren kunt laten smelten? ➤

1
2
3
1
2
Materiaal
● 1 theelichtje (zonder het aluminium omhulsel)
● 1 metalen paperclip (zonder plastic omhulsel)
● 1 platte batterij van 4,5 volt
● ijzerwol (schuurspons)
● 1 wasknijper
● vergrootglas
● lucifers
Experiment
Vraag een volwassene om een lucifer aan te steken en die tegen de kaars te
houden. Observeer het kaarsvet.
Hou het vergrootglas tussen de zon en de kaars, zodat de zonnestralen
gedurende een tiental seconden op één plekje van het kaarsvet vallen.
Observeer het kaarsvet.
Bevestig een draad van de ijzerwol aan de paperclip. Bevestig de paperclip
aan een van de aansluitklemmen van de batterij. Neem met behulp van de
wasknijper het andere uiteinde van de draad vast en knijp dat vast op de
andere aansluitklem van de batterij. Druk de kaars tegen de ijzerwoldraad.
Observeer het kaarsvet.
Illustraties : © Luis Espinoza
? Hoe verklaar je wat er met het kaarsvet gebeurt?
? Smolt het kaarsvet even snel tijdens de drie proeven?
paperclip
BATTERIJ
4,5 V
stukje ijzerdraad
wasknijper

3
Het schoepenrad brengt de as van de motor in beweging. De draaibeweging van
de as zorgt ervoor dat een spoel koperdraad binnen in de motor begint te draaien.
Langs de spoel staan er kleine magneten. Door de draaibeweging wekken de
magneten een elektrische stroom op in de koperen spoel. Die stroom zet zich voort
tot in het lampje.
Dit soort toestel, dat men een stroomgenerator noemt, kan een elektrische stroom
opwekken als hij aangedreven wordt door mechanische energie. Zo leveren de
dynamo van een fiets en de alternator van een auto elektrische stroom.
4
Verklaring
Toepassingen
Waterkrachtcentrales gebruiken de stroming van een waterloop, het vallende
water bij een stuwdam of een andere watertoevoer om het wiel van een turbine
(schoepenrad) aan te drijven. De turbine laat op haar beurt de as van de generator
draaien. Hoe krachtiger de waterstroom, hoe meer elektrische stroom er
gegenereerd wordt. Zo kunnen verschillende woningen, een hele buurt, een stad
of een aantal dorpen van elektriciteit voorzien worden.
Een stuwdam kan ook schadelijk en vervuilend zijn. Het water dat door een
stuwdam tegengehouden wordt, vormt een kunstmatig meer. Die meren
overspoelen grote leefgebieden van mensen, dieren en planten, en zorgen ervoor
dat er minder water in de benedenloop van de rivier stroomt.
Kleine centrales die langs de rivieren verspreid staan hebben slechts een beperkte
negatieve invloed op het milieu, zeker wanneer we dit nadeel afwegen ten
opzichte van de voordelen van hernieuwbare energie.
Fiche 3
Energie uit waterkracht
Water wordt al sinds eeuwen gebruikt als energiebron om molens te laten draaien
en op die manier graan te malen. Op het einde van de 19e eeuw werden veel
molens omgebouwd om iets anders te produceren.
Mijn batterij
is plat.
Kunt je ze
opladen?
Is het mogelijk om elektriciteit op te wekken met behulp van stromend water? ➤
MEEL

1
2
3
1
2
Materiaal
● kleine elektrische motor (zit in de energiedoos)
● 1 lampje (LED) van 1,5 volt (zit in de energiedoos)
● 1 dop van een plastic fles
● 4 plastic koffielepels
● schaar
● grote handboor
● passer
Experiment
Maak met de passer een klein gaatje in het midden van de dop. Maak daarna
met de boor vier grote gaten in de zijkant van de dop. Knip de steel van de
lepeltjes af, zodat er nog maar 2 cm overblijft. Plaats een lepeltje in elk van de
vier gaten, zoals aangeduid op de tekening. Zo heb je een schoepenrad
gemaakt.
Maak het lampje vast aan de aansluitklemmen van de motor. Duw de as van
de motor stevig in het gaatje dat je in het midden van de dop hebt gemaakt.
Plaats het schoepenrad onder de waterstraal van de kraan.
Illustraties : © Luis Espinoza
? Zie je het lampje branden?
(Opmerking: Als je niets ziet gebeuren, wissel dan de
aansluitklemmen op de motor om.)
LED
motor
LED
lepels
spoel
dop
werkingsschema motor
N
Z
magneet

3
De schroefbladen staan allemaal naar dezelfde kant gebogen. De wind drukt op
de schroefbladen en zorgt ervoor dat ze bewegen in één richting, afhankelijk van
de mate waarin ze gebogen staan. Dat zorgt ervoor dat de schroef draait en de as
van de motor in beweging brengt. De beweging van de as brengt spoelen met
koperdraad in de motor in beweging. De spoelen bewegen ten opzichte van een
aantal kleine magneten en door die beweging ontstaat er een elektrische stroom
in de koperdraad, die zich voortzet tot in het lampje.
4
Verklaring
Toepassingen
De wieken van een windmolen laten een as draaien. Die is uitgerust met een
versnellingsbak om de draaisnelheid te verhogen, net zoals de versnellingen op
een fiets. De as laat de magneten van de generator draaien rond de spoelen met
elektrische draad, waardoor elektriciteit wordt geproduceerd. Hoe sneller de
wieken van de windmolen draaien, hoe meer elektriciteit er geproduceerd wordt.
Er bestaat een besturings- en beveiligingssysteem om zo veel mogelijk stroom op
te wekken, maar ook om de draaisnelheid te vertragen bij storm.
De mast zorgt ervoor dat de rotor (de wieken) hoog genoeg boven de grond
geplaatst kan worden, daar waar de windsnelheid hoger is. Ter hoogte van de
grond wordt de windsnelheid afgeremd door obstakels zoals huizen en bomen. De
hoeveelheid elektriciteit die een windmolen produceert, is afhankelijk van de
grootte van de wieken. Wieken met een diameter van 1 m produceren enkele
honderden watt aan elektriciteit, genoeg voor één of enkele woningen. Wieken met
een diameter van 75 m produceren 1 megawatt en kunnen een kleine stad van
elektriciteit voorzien.
Windmolens leveren energie zonder dat er brandstof nodig is. Ze vervuilen dus
niet en windenergie is bovendien onuitputbaar. Het is een heel interessante en
milieuvriendelijke manier om energie op te wekken, ook al kost het veel om een
windmolen te maken en vinden sommigen dat windmolens het landschap
ontsieren.
Fiche 4
Hoe werkt een windmolen?
Windenergie
Kan de wind een gloeilamp laten branden? ➤

1
2
1 Materiaal
Maak het gaatje groter met de spijker en bevestig er de as van de motor in.
2
● kleine elektrische motor (zit in de energiedoos)
● 2 stukken elektriciteitsdraad (zit in de energiedoos)
● lampje (LED) van 1,5 volt (zit in de energiedoos)
● plastic fles van 1,5 liter met dop (kies voor een fles
die gemaakt is van stevig plastic, bijvoorbeeld een
spuitwaterfles)
● ventilator of krachtige haardroger
● schaar
● passer
● kleine spijker
Experiment
Knip het bovenste gedeelte van de fles af. Maak vijf schuine, evenwijdige
inkepingen van 6 cm lang, zoals aangeduid op de tekening. Plooi de kleppen
naar buiten.
Maak met behulp van de passer een gaatje juist in het midden van de dop.
Illustraties : © Luis Espinoza
3
4
Verwijder het omhulsel rond de uiteinden van de elektriciteitsdraden. Maak
telkens één uiteinde vast aan een aansluitklem van de motor en het andere
uiteinde aan het lampje.
Zet de ventilator (of haardroger) aan. Hou de schroef voor de windstroom. Zet,
indien nodig, de schroef in beweging met je hand. Kijk naar het lampje. Als er
niets gebeurt, bevestig het lampje dan andersom aan de elektriciteitsdraden.
Je kunt het toestel ook uitproberen door het in de wind te houden op een dag
dat het hard waait.
? Waarom geeft het lampje volgens jou licht?
motor
LED
haardroger

3
Het warme water uit het potje stijgt in wolkjes tot aan de oppervlakte. Het warme
water neemt meer plaats in dan het koude water of, anders gezegd, het warme
water weegt minder dan het koude water en gaat daardoor als het ware op het
koude water drijven.
4
Verklaring
Toepassingen
Door dat principe toe te passen, maakt men in de geothermie gebruik van de
warmte van de aarde die in de ondergrondse waterlagen zit. Het grondwater wordt
opgevangen door twee boringen. Water wordt tot aan de oppervlakte opgeboord,
men onttrekt de warmte aan het water en pompt het vervolgens weer in de
ondergrond.
Er bestaan twee vormen van geothermische energiewinning: de laagenergetische
vorm maakt gebruik van de lagen met een temperatuur tussen 30 en 100° Celsius,
die zich op een diepte van 1500 à 2000 meter bevinden. De energie heeft
verschillende toepassingen: verwarming in steden, serres, thermen. Bij
hoogenergetische geothermie wordt energie geproduceerd op basis van
geothermische dampen. Er bestaat in feite ook nog een derde vorm, de zeer laag
energetische geothermie, die met behulp van een warmtepomp de warmte uit
ondiepe grondlagen haalt (gemiddeld minder dan 200 meter diepte).
Fiche 5
De warmte van de aarde
Hoe dieper we binnendringen in de aarde, hoe hoger de temperatuur is. Die
warmte verwarmt ook het water dat diep in de aarde opgeslagen is. Kunnen we
die warmte gebruiken?
Nog een
beetje
lager.
Ze is
bijna
gaar.
Ik voel
het!
Vermengen twee watermassa’s met een verschillende temperatuur zich
onmiddellijk als ze met elkaar in contact komen? ➤

1
2
3
1 Materiaal
4 Hou het stokje bovenaan vast en breng zo voorzichtig het potje tot op de
2
● 1 glazen fles van vruchtensap met een brede hals
● 1 potje van een fotofilmpje
● donkere inkt
● houten stokje of breinaald
● 1 elastiekje
Experiment
Verwijder het deksel van het potje. Draai het elastiekje rond het potje, zoals
aangeduid op de tekening.
Vul de fles met koud water.
Vul het potje met warm water. Voeg 10 druppels inkt toe aan het warme water
en meng met het stokje. Steek het stokje achter het elastiekje om het vast te
maken aan het potje.
Illustraties : © Luis Espinoza
? Wat zie je in de fles gebeuren?
bodem van de fles.
mengsel van
inkt en
warm water
elastiekje
koud water

3
Bij opwarming wordt water in waterdamp omgezet. Waterdamp is een gas dat
meer plaats inneemt dan water als vloeistof. Daarom is er te weinig plaats in de
pot voor al het gas dat ontstaat, en het gas ontsnapt dan onder druk door elk
gaatje dat het kan vinden. Als het gas ontsnapt, duwt het tegen de schoepjes en
doet zo de lift naar boven gaan.
De kookplaat heeft het water opgewarmd maar ook de snelkookpan zelf. Die heeft
zo veel warmte afgegeven dat je moest opletten dat je je niet verbrandde. Al die
warmte is verloren gegaan!
4
Verklaring
Toepassingen
De klassieke elektriciteitscentrales produceren energie volgens hetzelfde principe.
Die centrales gebruiken kolen, petroleum, gas of radioactieve elementen
(kerncentrales) om water op te warmen. Het water wordt omgezet in damp die
door zijn kracht de generator doet draaien. De generator produceert elektriciteit.
Om elektriciteit te produceren zijn die centrales weinig doeltreffend. Slechts een
klein deel van de energie wordt gebruikt om elektriciteit te produceren, de rest van
de energie gaat verloren in de vorm van warmte: in de lucht, in de waterlopen en
in de oceanen.
Er zijn wel centrales die het overschot aan warmte recupereren door de warmte af
te leiden en er bijvoorbeeld gebouwen mee te verwarmen. Die procedure wordt
warmtekrachtkoppeling (WKK) genoemd en verhoogt de doeltreffendheid van de
gebruikte brandstoffen.
Fiche 6
Stoomkracht
Hoe werkt een klassieke elektriciteitscentrale?
Mijnheer,
niet instappen als
het toestel in
beweging is!!!
Kun je een lift bouwen die op stoom werkt? ➤

1
2
3
4
1
2
Materiaal
● snelkookpan
● kookplaat
● pannenlap (ovenwant)
● 2 plastic flessen met dop
● scherpe schaar
● passer
● handboor
● stuk fijn touw
● erg dunne breinaald
● 1 kurk
Experiment
Het experiment wordt uitgevoerd in het bijzijn van een volwassene.
Neem de eerste fles en knip er het bovenste stukje van de hals af. Dat stukje
dient als lift om de draad op te rollen, zoals aangeduid op de tekening.
Neem de tweede fles en knip er de bodem af. Die bodem gebruik je om vier
schoepjes te maken, zoals aangeduid op de tekening.
Doorboor de kurk met de handboor. Maak met behulp van een scherpe schaar
vier gleuven in de zijkant van de kurk en plaats er de plastic schoepjes in.
Maak met de punt van de passer een gaatje in het midden van de twee
flessendoppen. Draai de eerste dop op de afgeknipte flessenhals. Maak de
tweede dop vast aan een stuk touw. Maak het losse uiteinde van het touw vast
Illustraties : © Luis Espinoza
5
6
7
8
aan de afgeknipte flessenhals. Knoop het touw strak vast rond de flessenhals.
Prik met de punt van de passer twee gaatjes in de flessenwand. Zorg ervoor
dat de twee gaatjes zich tegenover elkaar en op dezelfde hoogte in de fles
bevinden. Duw de breinaald door één van die gaatjes en daarna door de kurk
met de schoepjes, zoals aangeduid op de tekening. Ten slotte duw je de
breinaald door het tweede gaatje in de flessenwand.
Bevestig het stukje flessenhals aan het andere uiteinde van de breinaald. De
breinaald moet je door de plastic dop duwen, zoals aangeduid op de tekening.
Vul de snelkookpan met een bodem water. Sluit de pan af en zet ze op de
kookplaat om op te warmen.
Als het ventiel van de snelkookpan al enkele minuten beweegt, neem je het
eraf met de pannenlap. Vervang het ventiel door de gemaakte opstelling, zoals
aangeduid op de tekening.
? Ging de dop aan het touwtje naar boven?
? Hoe verklaar je dat?
? Werd al de energie van de kookplaat gebruikt om de dop te
doen stijgen?

3
Het stuk van 2 cent vliegt weg, in tegenstelling tot de stukken van 2 euro die bijna
niet bewegen. Wat er gebeurt, is dat de bewegingsenergie van het stuk dat je
schuift (het stuk van 1 cent) wordt doorgegeven van stuk naar stuk. In tegenstelling
tot de stukken van 2 euro kan het laatste stuk (het stuk van 2 cent) wegspringen
omdat het niet tussen twee andere stukken geblokkeerd zit en het zijn energie ook
niet kan doorgeven aan een ander stuk.
4
Verklaring
Toepassingen
Een zonnepaneel produceert elektriciteit op basis van het zelfde principe. De stralen
van de zon bestaan uit lichtdeeltjes, die we fotonen noemen. Op het moment dat de
zonnestralen het zonnepaneel bereiken, ontstaat er een elektrische schok: de fotonen
komen in contact met het paneel. Het materiaal van het paneel reageert op zijn beurt
door kleine deeltjes af te staan, die we elektronen noemen. De elektronen kunnen
wegspringen, net zoals het stuk van 2 cent. Als veel elektronen worden afgestaan,
wordt er een elektrische stroom (elektronenstroom) geproduceerd.
Silicium is een materiaal dat licht in elektriciteit kan omzetten. Zonnepanelen worden
vervaardigd uit silicium en kunnen daarom stroom produceren. Zonnepanelen die
elektriciteit produceren worden fotovoltaïsche panelen genoemd: foto betekent licht en
voltaïsch verwijst naar elektriciteit.
De panelen kunnen elektriciteit leveren voor enkele huishoudtoestellen. Ze zijn
gemakkelijk te installeren, onderhoudsvriendelijk en hebben een lange levensduur,
ongeveer 30 jaar! Een paneel met een oppervlakte van 1m 2 levert per jaar gemiddeld
800 à 850 kWh.
De technologie is uiterst geschikt voor afgelegen gebieden of toestellen die niet
aangesloten zijn op het elektriciteitsnetwerk: dispensaria, campings, parkeermeters in
de stad, praatpalen langs de autosnelweg… zo hoeven er geen elektriciteitskabels
aangelegd te worden.
Wat moet je doen als er geen zon is of als je meer
energie verbruikt dan de zon levert?
Je kunt reserve-energie opslaan in batterijen.
Je kunt je aansluiten op het elektriciteitsnetwerk: als
je een overschot aan elektriciteit hebt, geef je het
door aan het netwerk en als je een tekort hebt,
levert het netwerk je de nodige energie.
Fiche 7
Een elektrische schok
Hoe kan een zonnepaneel elektriciteit produceren?
Kun je nabootsen wat er in een zonnepaneel gebeurt?
Ik ben
helemaal
opgewonden!
Leve het
vrije
elektron!!!
➤

1
2
1
2
Materiaal
● 3 muntstukken van 2 euro
● 1 muntstuk van 2 cent
● 1 muntstuk van 1 cent
Experiment
Leg de drie muntstukkenstukken van 2 euro tegen elkaar op één lijn op een
vlakke tafel. Achteraan leg je het stuk van 2 cent erbij, zoals aangeduid op
de tekening.
Laat het stuk van 1 cent tegen het eerste stuk van 2 euro schuiven.
Illustraties : © Luis Espinoza
? Wat gebeurt er?

3
De aansluitklemmen van de batterij zijn van koper, terwijl de paperclips van ijzer zijn.
Door ze in de citroen te duwen komt het koper in contact met het zure sap van de
citroen. Koper en ijzer reageren niet op dezelfde manier op het zuur. De chemische
reacties die plaatsvinden, zorgen voor een verplaatsing van de elektronen in de
stroomkring. Dat doet een elektrische stroom ontstaan die zich verplaatst via de
elektriciteitsdraden. Op het moment dat de elektrische stroom het lampje bereikt,
geeft dat licht. Hoe meer citroenen je toevoegt aan het circuit (met dezelfde
opstelling: aansluitklem - draad - paperclip), hoe meer licht het lampje zal geven.
4
Verklaring
Toepassingen
Tegenwoordig bevatten enkel autobatterijen nog een vloeistof die heel zuur is. De
meeste andere batterijen zijn droge batterijen die werken op basis van chemische
stoffen, die zeer vervuilend zijn. Dat zorgt voor moeilijkheden bij de verwerking van
gebruikte batterijen. Er is onderzoek verricht naar oplossingen om de schade voor
het milieu van die onmisbare gebruiksvoorwerpen te beperken. Momenteel
bestaan er oplaadbare batterijen die meermaals gebruikt kunnen worden.
Fiche 8
Hoe werkt een elektrische batterij?
Chemische elektriciteit
Kan je natuurlijke elektriciteit maken? ➤

1
2
1 Materiaal
halve citroen een aansluitklem van een batterij en een paperclip zitten. Die
mogen elkaar niet raken.
2
● 2 citroenen
● mes
● 2 lege batterijen van 4,5 volt
● 3 metalen paperclips (zonder plastic omhulsel)
● 5 stukken elektriciteitsdraad (zit in de energiedoos)
● 1 lampje (LED) van 1,5 volt (zit in de energiedoos)
● knijptang of een stevige schaar
● plakband
Experiment
Verwijder het omhulsel aan de uiteinden van de elektriciteitsdraden. Knip de
vier aansluitklemmen van de batterijen af. Bevestig aan de ene kant van drie
draden een paperclip en aan de andere kant een aansluitklem van een batterij
(gebruik plakband om de aansluitklem aan de draad vast te maken). Maak aan
de vierde elektriciteitsdraad alleen een paperclip vast en aan de laatste alleen
een aansluitklem van een batterij.
Snij de citroenen met een mes in twee stukken. Maak vervolgens een
stroomkring, zoals beschreven op het schema. Controleer goed of er in elke
Illustraties : © Luis Espinoza
3
Breng de uiteinden van het lampje in contact met de vrije uiteinden van de
draden (het langste uiteinde aan het lampje moet contact maken met de draad
die bevestigd werd aan de aansluitklem). Om te verhinderen dat de draden te
veel bewegen, kun je de twee vrije uiteinden van de stroomkring met plakband
aan de tafel vastmaken, ongeveer 1 cm van elkaar verwijderd. Breng daarna
het lampje in contact met de draden.
? Wat gebeurt er met het lampje?

3
Na een week kun je zien dat er kleine gasbelletjes uit de slang in het glas
terechtkomen. Het gas duwt het water uit het glas, waardoor het waterpeil in het
glas zakt.
Het gas ontstaat door de gisting van de plantaardige organische stoffen in de
bokaal. De gisting vindt plaats door de werking van bacteriën in afwezigheid van
zuurstof (anaërobe gisting). Het gevormde gas wordt biogas genoemd.
4
Verklaring
Toepassingen
Het productieproces van biogas, zoals methaan, is een natuurlijk proces. Je kunt
het bijvoorbeeld observeren in moerassen of op stortplaatsen. Biogas kan echter
ook kunstmatig opgewekt worden in gistingstanks. Daarvoor brengt men organisch
afval en bacterieculturen samen in een gistingstank.
Als er methaan in de atmosfeer komt, draagt dat bij tot het broeikaseffect. Als
methaan verbrand wordt, heeft dat daarentegen geen invloed op het
broeikaseffect en wordt er bovendien energie geproduceerd. Hierdoor moet er
minder energie geput worden uit de eindige voorraden aan fossiele brandstoffen
en wordt een extra uitstoot van koolstofdioxide vermeden. Vergisting is dus een
CO 2-neutrale technologie.
Biogas kan op verschillende manieren een toegevoegde waarde leveren: het kan
bijvoorbeeld verbrand worden om warmte of stoom te produceren en zo
elektriciteit te genereren. Het is dus een goede methode om afval te laten
renderen. De herkomst van het afval kan gevarieerd zijn: dierlijke uitwerpselen,
huishoudelijk afval, slib van waterzuiveringsstations enzovoort.
Fiche 9
Biogas
Olie, steenkool en aardgas ontstaan door de afbraak van levende organismen. Is
het mogelijk om gas te verkrijgen zonder miljoenen jaren te moeten wachten?
Als het vrijkomt,
pak ik het.
Hoe kun je gas winnen uit organisch huishoudelijk afval? ➤

1
2
1 Materiaal
het papier en de rand van het glas volledig in de schaal ondergedompeld zijn.
Verwijder voorzichtig het papier en zorg dat het uiteinde van het slangetje zich
onder het glas bevindt.
2
● klokhuizen en appelschillen
● 1 bokaal met deksel
● 1 slangetje (buis)
● handboor (iets dikker dan het slangetje)
● sterke lijm of silicone
● glas
● doorschijnende schaal (of bak) waarvan de hoogte
van de zijkanten ongeveer de helft is van de
hoogte van het glas
● blad papier (knip er een vierkant uit met zijden van
ongeveer 15 cm)
Experiment
Maak met de handboor een gat in het deksel van de bokaal om er de slang
door te steken. Wrijf lijm of silicone rond de slang zodat het gat met de slang
erin hermetisch afgesloten wordt. Vul de bokaal met klokhuizen, schillen en
ander huishoudelijk afval en sluit hem.
Vul het glas tot de rand met water en leg het papier erbovenop. Dompel het
uiteinde van de slang onder het water in de schaal. Draai het glas voorzichtig
ondersteboven terwijl je het papier voorzichtig op zijn plaats houdt. Zorg dat
Illustraties : © Luis Espinoza
3
? Blijft het glas gevuld met water?
Plaats de opstelling in de buurt van een warmtebron (bij de verwarming of in
de zon). Wacht meer dan een week.
lijm rond de slang voor een
hermetische afsluiting
klokhuizen en
appelschillen
glas water
doorschijnende
schaal

3
De zonnestralen die de zonnezijde van het blad of de folie bereiken, worden
opgenomen of weerkaatst door het blad of de folie. De bladen die de zonnestralen
opnemen, zijn warmer dan de bladen die de stralen weerkaatsen. De stralen
geven warmte door aan het voorwerp dat de stralen absorbeert.
De opname of weerkaatsing van de stralen door elk blad of elke folie is afhankelijk
van de kleur:
● Het wit blad papier en de aluminiumfolie (niet geschilderd) nemen maar weinig
stralen op. De stralen worden weerkaatst op deze oppervlaktes.
● De twee zwarte bladen nemen de stralen goed op. Weinig stralen worden
weerkaatst.
Heb je opgemerkt dat de schaduwzijde van het zwarte papier minder warm
aanvoelt dan de schaduwzijde van het zwarte stuk aluminiumfolie? Dat komt
omdat aluminium een metaal is. Metaal is een betere warmtegeleider dan papier;
metaal geeft de warmte sneller door. De warmte die aan de zonnekant van de
aluminiumfolie opgevangen werd, stroomt gemakkelijk door naar de schaduwzijde.
Raak nu de zonnezijde van het witte papier en de niet-geschilderde aluminiumfolie
aan. Wat stel je vast?
4
Verklaring
Toepassingen
Waarom zijn volgens jou de huizen in Griekenland wit geschilderd?
Zonne-installaties (zonneboilers, voor de productie van warm water en
fotovoltaïsche panelen, voor de opwekking van elektriciteit) zijn hoofdzakelijk
zwart. Daardoor kunnen ze een maximum aan zonnestralen opnemen.
Fiche 10
Licht opvangen om zich te verwarmen
De hoofdkleur van zonne-installaties is zwart. Waarom?
klapper
klapper
klapper
Kan de kleur van het materiaal helpen om beter warmte op te vangen? ➤

1
Materiaal
● 1 wit blad papier
● 1 zwart blad papier (of zwart geschilderd)
● 1 stuk aluminiumfolie (met dezelfde afmetingen
als de bladen papier)
● 1 zwart geschilderd stuk aluminiumfolie (met
dezelfde afmetingen als de bladen papier)
● 1 rechthoekige plank van 10 cm breed en 50 cm
lang
● 2 boeken met dezelfde afmetingen
Illustraties : © Luis Espinoza
1
2
? Welk deel is het warmst en welk het minst warm?
2
Experiment
Zoek een zonnige plek op. Leg de vier bladen naast elkaar op de grond zonder
dat ze elkaar raken. Maak met de twee boeken en de plank een afdak, zodat
de helft van elk blad schaduw krijgt. De andere helft blijft in de zon, zoals
aangeduid op de tekening.
Leg je vinger na tien minuten op de schaduwzijde en op de zonnezijde van elk
blad.

3
Het water dat uit de slang loopt, is aanzienlijk warmer dan het water dat erin
gegoten werd!
Alle elementen om de zonne-energie zo goed mogelijk te gebruiken zijn aanwezig:
● De zwarte slang absorbeert de zonnestralen en geeft de warmte door aan het
water.
● De aluminiumfolie weerkaatst het grootste deel van de zonnestralen in de
richting van de slang.
● Het glazen vierkant laat de zonne-energie binnen en houdt die gevangen. Op het
moment dat de stralen door het glas gaan, verliezen ze een gedeelte van hun
energie zodat er niet meer voldoende energie aanwezig is om weer naar buiten
te gaan. De stralen worden dus opgesloten. Dat noemt men het broeikaseffect.
● De wol dient als isolatie. Hij zorgt ervoor dat de warmte niet te snel ontsnapt.
4
Verklaring
Toepassingen
De zonneboilers op de daken van huizen werken volgens hetzelfde principe. De
panelen vangen het invallende zonlicht op en zetten het om in warmte. Die warmte
wordt doorgegeven aan een vloeistof, die de warmte transporteert naar het water
in het voorraadvat. Zo heeft men continu warm water ter beschikking. Het warm
water kan gebruikt worden voor het sanitair, voor de wasmachine en in mindere
mate voor de verwarming van huizen (dit laatste altijd in combinatie met een
aanvullend verwarmingssysteem). Dikwijls denkt men dat zonnesystemen enkel
werken als er constant zon is, zonder wolken. Er is echter ook licht als er wolken
zijn. Zonnestralen vervoeren energie, ook al is de zon verborgen achter de wolken
en voelt de omgeving niet zo warm aan. Dat verklaart waarom zonnesystemen ook
werken in Noord-Europa. In Oostenrijk en Duitsland worden jaarlijks tienduizenden
systemen geïnstalleerd.
Fiche 11
De zonneboiler
De zonnestralen verwarmen alles waarop ze schijnen.
Hoe kun je de warmte van de zon gedurende meerdere uren opslaan zonder ze
te verliezen?
➤

1
1
2
Materiaal
● 2 vierkante kartonnen dozen die in elkaar gezet
kunnen worden (de grootste moet ongeveer 40 cm
breed zijn en een deksel hebben)
● 1 vierkant stuk glas met een zijde van 30 cm
● aluminiumfolie
● 1 meter zwarte slang (diameter van ongeveer 1,5
cm)
● 2 kurken
● stevige plakband
● schaar
● versleten wollen kleren
● 1 houten spie
Experiment
Knip uit het midden van het deksel van de grote doos een vierkant met een
zijde van ongeveer 22 cm. Bedek die opening door het stuk glas op het deksel
te plaatsen. Maak het glas vast met de plakband. Maak daarna het toestel
volgens het bijgevoegde schema.
Illustraties : © Luis Espinoza
2
3
4
? Doe de test met je hand. Voel je een verschil in warmte tussen
Vul de slang volledig met water en sluit beide uiteinden af met de kurken.
Plaats je toestel buiten en richt het naar de zon door de spie eronder te
plaatsen.
Wacht een uur of twee (afhankelijk van het seizoen) en verwijder voorzichtig
de kurken. Opgelet, hou beide uiteinden van de slang goed naar boven
gericht. Daarna blijf je één uiteinde van de slang naar boven houden, het
andere laat je zakken. Vang het water op dat uit de slang loopt.
het water dat in het begin in de slang werd gegoten en het
water dat er nu uit loopt?
zwarte
slang door
de twee
dozen
doos 2 met
deksel
wol in doos 2
rond doos 1
aluminiumfolie
doos 1 met
aluminiumfolie
erin
stuk glas op deksel (vastgemaakt
met plakband)
kurk

3
Het papier wordt zwart in de zon. Het kan zelfs volledig opbranden.
De vorm van de spiegel van de zaklamp wordt een parabool genoemd. Die vorm
heeft de eigenschap om alles te weerkaatsen naar hetzelfde punt, namelijk het
brandpunt. Het brandpunt van de parabool ligt in het midden van de lichtring, in dit
geval op de papierstrook. Op dat brandpunt komen alle lichtstralen samen en de
warmte ervan zal de papierstrip verbranden.
4
Verklaring
Toepassingen
In een parabolische zonneoven met een diameter van 1,20 m kun je ’s middags 5 liter
water in 20 minuten laten koken. Je kunt ook vlees, eieren enzovoort bakken. Voor
de grootste parabolische ovens gebruikt men spiegels die men op de grond plaatst
en die zo opgebouwd zijn dat ze een immense parabool vormen. Die parabool van
spiegels concentreert de zonnestralen meer dan 10.000 maal. De zonneoven van
Odeillo in de Franse Pyreneeën kan op die manier een maximum temperatuur van
3800 °C genereren.
Fiche 12
Verbranden in de zon
Sommige zonneovens hebben een afgeronde vorm. Afhankelijk van hun grootte
kan men erin koken en er water of andere zaken in opwarmen.
Kun je een minizonneoven maken? ➤

1
2
3
1
2
Materiaal
● 1 oude zaklamp
● 1 dun stokje hout
● boetseerklei
● 1 papierstrook van 0,5 cm breed en 15 cm lang
Experiment
Haal de ronde spiegel uit de zaklamp. Vul de opening in het midden van de
spiegel met boetseerklei en zet het stukje hout erin.
Zet je apparaat in de richting van de zon (of van een lamp als het bewolkt is)
zodat de schaduw van het stokje zo kort mogelijk is.
Als je het experiment in de zon uitvoert, verwijder dan het stokje direct nadat
je het apparaat in de juiste stand ten opzichte van de zon hebt geplaatst en
vervang het door de papierstrook
? Wat gebeurt er met de papierstrook?
Illustraties : © Luis Espinoza
lijn van de parabool voor de planken A
winkelhaak
zonnestralen
brochette
snijlijn voor de planken A
rechte waarlangs men
een winkelhaak schuift
glanzende
aluminiumfolie

3
De zonneoven werkt volgens hetzelfde principe als de zonnekoker van fiche 10.
Hier hebben we dubbel glas gebruikt om enerzijds het serre-effect te krijgen en
anderzijds de bak te isoleren van de buitenlucht, die voor te veel afkoeling zou
zorgen.
4
Verklaring
Toepassingen
Koken in de zon is een techniek die al lang bekend is. In sommige landen worden
bakstenen gebakken door ze meerdere dagen in de zon te leggen. Die techniek
vermindert de uitgaven voor elektriciteit en gas, en is bovendien heel
milieuvriendelijk.
De zonneovens vragen wel een aanpassing; je moet bijvoorbeeld goed op
voorhand bedenken wat je wilt klaarmaken.
Fiche 13
Koken in de zon
Koken zonder te vervuilen, is dat geen droom?
Kun je voedsel klaarmaken zonder vuur? ➤

1
2
3
1
2
Materiaal
● 2 houten planken (of stevig karton) van 1,5 m bij
0,5 m en 0,5 cm dik
● zaag (of stanleymes als je met kartonnen platen
werkt)
● 2 houten spieën en houten blokjes voor de stutten
● meetlat van 50 cm
● 1 potlood
● houtlijm
● 2 scharnieren
● 8 spijkers
● hamer
● 70 cm ijzerdraad
Experiment
● handboor
● 2 haakjes
● 1 stuk glas van 50 cm bij 33 cm
● 1 stuk glas van 30 cm bij 30 cm
● wol of oude wollen kleding
● spiegel van 30 cm bij 30 cm
● kleine gietijzeren pan met deksel
● 500 g wortelen, schoongemaakt en in schijfjes
gesneden
● glas water
● snuifje zout
● klontje boter
Het experiment moet uitgevoerd worden op een zonnige dag.
Bouw een zonneoven volgens de uitleg op het schema.
Leg je ingrediënten in de pan en zet het deksel erop. Zet de pan in de oven.
Zet de oven rond 10 uur in de volle zon op de houten spieën.
Begin rond 16 uur te controleren of de wortelen gaar gekookt zijn. Als ze klaar
zijn, kun je ze bij het avondmaal opsmullen.
Illustraties : © Luis Espinoza
binnenste doos
ijzerdraad
isolatielaag
(wol of oud
kledingstuk)
buitenste
doos
binnenste
doos
buitenste doos
isolerend
opklapbaar
deksel
houten spieën
plaatsing van het
binnenste stuk glas
stutten
scharnieren
spiegel
aluminiumfolie
buitenste stuk glas
binnenste stuk glas
plaatsing van
het buitenste
stuk glas
stut

3
In de zon is het water van het zwarte glas warmer geworden dan dat van het witte
glas.
Wit weerkaatst de zonnestralen, het is alsof de zonnestralen terugkaatsen op het
witte papier zoals een tennisbal tegen een muur. Als de zonnestralen het witte glas
bereiken, vertrekken ze weer met hun warmte. Het zwarte papier daarentegen
absorbeert de stralen, de zwarte kleur zorgt ervoor dat het glas de stralen en zo
ook de warmte vasthoudt.
In plaats van warmte te ontvangen, verliezen voorwerpen ’s nachts de warmte die
ze tijdens de dag opgestapeld hebben. Ze staan de warmte af aan de atmosfeer.
Zwarte voorwerpen geven meer en sneller warmte af dan witte. Het zwarte glas
verliest meer warmte en koelt sterker af. Het zwarte glas en zijn inhoud ondergaan
dus een grotere temperatuursschommeling.
4
Verklaring
Toepassingen
De uiteinden van een dierenlichaam (poten, snuit, staart, oren) zijn dun en weinig
beschut, en koelen daarom sneller af dan de rest van het lichaam. Bij veel
diersoorten zijn deze uiteinden zwart (bijvoorbeeld bij de Siamese kat, de
poolhaas, de poolvos...) zodat ze meer warmte van de zon zullen absorberen en
dus sneller zullen opwarmen.
De natuur is een aanhanger van zonne-energie!
Fiche 14
De zwarte poten van de Siamese kat
De snuit, de oortjes, de voetjes en de staartpunt van een Siamese kat zijn zwart.
Is dat enkel ijdelheid?
Hoe kun je aantonen dat zwarte voorwerpen sneller opwarmen? ➤

1
Materiaal
● 2 identieke glazen
● zwart papier
● wit papier
● plakband
● thermometer
● plank
Illustraties : © Luis Espinoza
1
2
3
4
? Verandert het water in de twee glazen even snel van
2
Experiment
Dit experiment moet uitgevoerd worden op een zonnige dag, in de vroege
namiddag.
Plaats de glazen op de plank in de zon. Omwikkel het ene glas met wit papier
en het andere met zwart papier.
Giet dezelfde hoeveelheid water in beide glazen. Meet de temperatuur van het
water met de thermometer en dek de glazen nadien af met een deksel dat
gemaakt is van wit en zwart papier.
Meet de temperatuur van het water na 15, 30, 45 minuten en na 1 uur.
Voer dezelfde proef ’s avonds opnieuw uit (niet te laat natuurlijk …). Giet nu
warm water in de glazen.
temperatuur?

3
Een lichtgevende plek verschijnt waar het water in de teil komt.
Het licht van de lamp gaat door het water van de pot en wordt aan alle kanten
gereflecteerd. Het licht kan ontsnappen langs het water dat uit het rietje stroomt.
Zo komt het dat alleen de plaats waar de waterstraal neerkomt, verlicht is.
4
Verklaring
Toepassingen
De haren van de ijsbeer zijn niet wit. In werkelijkheid zijn ze doorschijnend. De
witte kleur wordt alleen veroorzaakt door de gedeeltelijke reflectie van het licht op
de pels. Omdat ze doorschijnend zijn, vangen de haren het licht op in plaats van
het te weerkaatsen. Een haar van een ijsbeer lijkt dus op een klein buisje dat, net
zoals het rietje, het licht transporteert.
De zonnestralen die door de haren opgevangen worden, worden naar de huid
geleid. De ijsbeer heeft een donkere huid die als een zonnepaneel werkt. De huid
neemt de zonnestralen op en warmt zo op. De beer gebruikt dus de energie die
beschikbaar is om zich op te warmen. Maar goed ook, want in streken waar de
buitentemperatuur kan dalen tot –35 °C, kun je beter niet in je blootje rondlopen.
Fiche 15
Een pels om zonnestralen op te vangen
De ijsbeer heeft overal haren, zelfs onder zijn poten. Die zorgen ervoor dat hij zich
op sneeuw en ijs kan voortbewegen zonder uit te glijden. Zijn pels is bijna
waterdicht. Hij hoeft zich dus niet af te drogen om niet te bevriezen. Maar waar
dient de witte kleur van de pels voor? Is het alleen om zich te camoufleren in de
sneeuw of op de ijsbanken?
Wil je
mijn pels?!
Kun je een haar van een ijsbeer namaken? ➤

1
Materiaal
● zaklamp
● zwart geschilderde kartonnen yoghurtpot
● rietje
● scherpe schaar
● teil
● bak met water
Illustraties : © Luis Espinoza
1
2
? Wat zie je in de teil?
2
Experiment
Maak met de schaar onderaan in de zijkant van de pot een gaatje dat zo groot
is als de diameter van het rietje, zoals aangeduid op de tekening. Duw het
rietje 2 centimeter naar binnen. Laat 2 centimeter van het rietje uit de pot
steken en knip die af.
Ga naar een donkere kamer. Steek de zaklamp aan. Zet de pot op de zijkant
van de teil met het rietje op het midden van de teil gericht. Vul de pot
vervolgens met water. Plaats de lamp onmiddellijk boven op de pot.
met een
zaklamp

3
Het water in het blik met de vleugeltjes koelt sneller af dan het water in het andere
blik.
IJzer en aluminium zijn metalen. Metalen zijn goede warmtegeleiders. Hoe groter
de oppervlakte is die met de lucht in contact komt, hoe meer warmte er aan de
omgeving afgegeven kan worden. De warmte van het water ontsnapt in de lucht
aan de bovenkant, maar ook aan de zijkanten door het blik en door de
aluminiumfolie. De oppervlakte die in contact staat met de lucht, is groter bij het
blik met vleugeltjes dan bij het andere blik. Daarom zal het water in het blik met
vleugeltjes sneller afkoelen.
4
Verklaring
Toepassingen
Net zoals de vleugeltjes van het blik zijn de vleugels van een vlinder grote
oppervlaktes waarlangs warmte uitgewisseld wordt. Bij zonnig maar fris weer slaat
de vlinder zijn vleugels open om zonnestralen te absorberen. Zo warmt de vlinder
zich op. Bij koud en bewolkt weer vouwt de vlinder zijn vleugels samen, zodat hij
zo weinig mogelijk warmte verliest.
De radiator van een auto zorgt ervoor dat de motor afkoelt. Hij is opgebouwd uit
een groot aantal metalen plaatjes die de warmte van de motor opvangen en
afgeven aan de lucht. Zo raakt de motor niet oververhit.
Ook radiatoren in huizen hebben vaak “vleugeltjes” om de oppervlakte waar
warmte tussen het warme water in de radiator en de lucht in de omgeving
uitgewisseld wordt, te vergroten.
Bij de bouw van een huis is het belangrijk om de gevels waarop de zon schijnt
groot genoeg te maken. Zo profiteert men in de winter beter van het licht van de
zon en van haar warmte. Maar die gevels moeten ook gemakkelijk van schaduw
voorzien kunnen worden om te vermijden dat het in de zomer te warm wordt. De
gevels die blootgesteld worden aan de kou
(noorden) moeten daarentegen verkleind en
geïsoleerd worden om het warmteverlies in de
winter te beperken.
Fiche 16
De radiatorvlinders
Gebruiken vlinders hun vleugels alleen om te vliegen en hun mooie kleuren te
tonen?
Hoe kun je snel warmte afgeven? ➤

1
2
1
2
Materiaal
● 2 identieke lege conservenblikken
● aluminiumfolie
● schaar
● plakband
● thermometer
Experiment
Knip twee stroken aluminiumfolie af:
● de eerste met dezelfde hoogte als het blik en een lengte die gelijk is aan
vijf keer de omtrek van het blik;
● de tweede met dezelfde hoogte als het blik en een lengte die gelijk is aan
één keer de omvang van het blik;
Omwikkel het ene blik met de lange strook aluminiumfolie. Zoals aangeduid op
de tekening, moet je, ongeveer elke 3 cm, de folie in de vorm van een
Illustraties : © Luis Espinoza
3
4
? Wat stel je vast?
vleugeltje van 6 cm breed plooien. Kleef de delen die tegen het blik zitten vast
met plakband. Omwikkel het andere blik met de korte strook aluminiumfolie.
Vul een kan met warm leidingwater. Wacht een minuut totdat het water in de
kan overal even warm is.
Vul de twee blikken tot op dezelfde hoogte met warm water. Meet elke vijf
minuten de temperatuur in de twee blikken.
aluminiumfolie
van 6 cm breed

3
De temperatuur is het hoogst in de doorschijnende tent. De doorschijnende tent laat de
zonnestralen door en die warmen de lucht in de tent op. Het doorschijnende dak zorgt er
ook voor dat de zonnestralen die gereflecteerd worden op de zijwanden en de bodem niet
opnieuw naar buiten kunnen, doordat ze al een deel van hun energie afgegeven hebben.
Dat principe wordt het broeikaseffect genoemd.
De temperatuur in de twee tenten verschilt van de buitentemperatuur:
De lucht zit opgesloten in de twee gesloten tenten. Er is dus geen contact met de
buitenlucht. De lucht in de tent wordt dus niet opgewarmd of afgekoeld door de
buitenlucht.
● In de zomer is het in de afgedekte tent minder warm dan in de buitenlucht omdat de
lucht in de tent niet in contact komt met de zonnestralen. De lucht in de tent wordt
nauwelijks door deze stralen opgewarmd.
● In de winter daarentegen gaat het omgekeerd. De papieren wanden die verwarmd
worden door de zon, staan een deel van hun warmte af aan de lucht in de tent. De
warmte stapelt zich op onder de tent. De lucht in de tent wordt meer opgewarmd dan de
buitenlucht.
4
Verklaring
Toepassingen
Bij de bouw van een huis is het belangrijk om rekening te houden met de ligging ten
opzichte van de zon. Eerst en vooral om een goede natuurlijke lichtinval te verkrijgen, zodat
het verbruik van elektriciteit voor kunstlicht beperkt blijft. Maar vooral om te voorkomen dat
het binnen snel afkoelt of te warm wordt. Vandaar dat grote vensteropeningen geïnstalleerd
worden in de leefruimtes (living, hal…) aan de zuidkant en de zuidoostkant om zoals in een
serre de zonnestralen op te vangen en vast te houden tijdens de winter. Die vensters
worden afgeschermd door een overstekend dak dat de zon verbergt als ze in de zomer
hoog staat, maar de zonnestralen doorlaat als de zon in de winter laag staat. Aan de
westkant worden er bijna geen vensters geplaatst omdat het moeilijk is ze af te schermen
voor de lage zomerse zonnestralen in de late namiddag. Aan de noord- en de
noordwestkant vormen een hal en een bergruimte een barrière tussen de koude
buitenlucht en de leefruimte en ze beschermen die ruimte tegen de wind.
De hierboven beschreven woning is gebouwd volgens het bioklimaatconcept.
Woning met bioklimaat
1.Garage
2.Badkamer W
3.Kamer
4.Living
5.Keuken
6.Bufferzones
(trap, wandkast,...)
1
6
5
4 3
Z
2
O
Fiche 17
Een tent met een bioklimaat
Men spreekt steeds meer over woningen met een bioklimaat. Wat wordt daarmee
bedoeld?
Waar
zet ik dit
neer?!
Daar.
Hoe kun je een maquette van een huis bouwen waarbij de ligging ten opzichte van
de zon gebruikt wordt om de temperatuur in het huis te regelen? ➤

1
1 Materiaal
2 Wacht 30 minuten tot een uur. In de winter zul je waarschijnlijk langer moeten
2
● 2 cd-doosjes
● 4 identieke boekjes
● thermometer
Experiment
Het experiment moet uitgevoerd worden op een zonnige dag.
Verwijder de papieren hoes uit één van de cd-doosjes. Open de cd-doosjes en
plaats ze in de vorm van twee tentjes op een vensterbank die beschut is tegen
de wind. Oriënteer de doorschijnende deksels naar de zon. Leg onder elke
tent een thermometer. Leg een klein stukje papier voor het reservoir van de
thermometer in de doorschijnende tent. Sluit de zijkanten van de tent af met
de boeken, zoals aangeduid op de tekening.
Illustraties : © Luis Espinoza
wachten dan in de zomer. Meet de temperatuur in elke tent. Vergelijk de
metingen. Vergelijk de temperatuur in de tent ook met de buitentemperatuur.
Let erop dat het reservoir van de thermometer bij elke meting in de schaduw
ligt.
? Hoe komt het dat het warmer is in de doorschijnende tent?
stukje papier op het reservoir van de
thermometer onder de doorschijnende tent

3
De temperatuur is het minst laag bij het experiment met de wol. Wol biedt goede
warmte-isolatie omdat de lucht tussen de wolvezels, de draden en de steken
vastgehouden wordt. De lucht geleidt de warmte moeilijker dan de andere
gebruikte materialen. Dat verhindert snelle temperatuurschommelingen. De
thermometer verliest minder warmte en koelt dus minder snel af als hij met wol
omwikkeld is.
Als de gebruikte materialen daarentegen nat gemaakt worden, zul je vaststellen
dat ze de koude beter doorlaten. Water is een goede warmtegeleider.
4
Verklaring
Toepassingen
Net zoals wol is piepschuim ook een stof die de lucht vasthoudt. Het is goed
isolatiemateriaal. Er bestaan ook andere materialen die even geschikt en bovendien
veel milieuvriendelijker zijn. Schapenwol bijvoorbeeld, of andere natuurlijke
materialen zoals vlas, papiervlokken, houtvezels, kurk, kokos, katoen en hennep.
Die materialen worden gebruikt om woningen te isoleren en zo het warmteverlies
sterk te beperken. Ze worden bijvoorbeeld gebruikt om buitenmuren en
plankenvloeren te isoleren, meer bepaald voor de muren en vloeren die de leefruimte
scheiden van de zolder, de kelder, de ondergrond en de buitenlucht. Daardoor
vermindert het energieverbruik dat nodig is om de woning te verwarmen.
Als we spreken over isolatie, moet er ook aandacht zijn voor de ramen, waarlangs
veel warmte verloren kan gaan. Door te kiezen voor hoogrendementsbeglazing (HR)
wordt heel wat op de stookkosten bespaard, zodat de investering zeker de moeite
waard is.
Fiche 18
Lucht isoleert
Een van de voorwaarden om comfortabel te wonen, is een goede isolatie tegen de
koude en de warmte die van buiten komt.
Wat zijn de beste isolatiematerialen? ➤

1
2
1 Materiaal
3 Wacht tot de thermometer opnieuw de kamertemperatuur aangeeft. Wikkel
2
● buitenthermometer
● papieren zakdoek of servet
● aluminiumfolie
● plastic zak
● versleten wollen kledingstuk
● blad papier
● potlood
● koelkast (Als er geen koelkast is op de plek waar
je het experiment uitvoert, zorg er dan voor dat je
een bokaal met ijsblokjes en een schoenendoos bij
de hand hebt.)
Experiment
Gebruik de thermometer om de luchttemperatuur in het lokaal te meten en
noteer die op het blad.
Wikkel de papieren zakdoek of het servet rond de thermometer en leg hem in
de koelkast. Haal de thermometer er na drie minuten uit en lees onmiddellijk
de temperatuur af en noteer die.
Illustraties : © Luis Espinoza
4
daarna aluminiumfolie rond de thermometer en plaats hem drie minuten in de
koelkast. Noteer daarna onmiddellijk de temperatuur.
Herhaal het experiment met de plastic zak en de wol.
? Zie je temperatuursverschillen?
3 minuten
en niet
meer!
Brrr!
stof
aluminium
wol
plastieken
zak

3
De schoenendozen met de kalksteen en de terracotta baksteen zijn warmer dan
die met de ongebakken baksteen en de gipsplaat.
Afhankelijk van de omstandigheden tijdens het experiment (zon, kwaliteit en
afmetingen van de steen) kan de teruggave van warmte meerdere uren duren. De
terracotta gedraagt zich als een echte warmteopslagplaats; het is een natuurlijke
radiator. De ongebakken steen en de gipsplaat werken daarentegen isolerend. Ze
nemen slechts weinig van de warmte die ze ontvangen op en kunnen achteraf dus
ook maar weinig warmte aan de lucht in de doos afgeven.
4
Verklaring
Toepassingen
Grote rotshellingen, bijvoorbeeld kalkrotsen, stapelen op dezelfde manier warmte
op. De prehistorische mens had dat fenomeen al lang voor ons ontdekt. Hij
gebruikte die rotshellingen als reuzegrote radiatoren. Door zich in grotten in die
rotsen te installeren, profiteerde hij maximaal van iedere zonnestraal, zelfs tijdens
de koude periodes van de prehistorie.
Zo is het tegenwoordig ook belangrijk om bij de bouw van een woning rekening te
houden met de gebruikte materialen. Door materialen te gebruiken die warmte
opstapelen kun je tijdens winter besparen op de verwarmingskosten. Het zonlicht
dat door de vensters binnen schijnt, wordt opgenomen door die materialen en nog
lang afgegeven in de ruimte. Na zonsondergang kun je dan nog profiteren van de
zonnewarmte en in de zomer blijven deze materialen langer koel. Het is dus goed
om een aantal muren of vloeren te maken uit dergelijke materialen die warmte
kunnen opstapelen (baksteen, kalkzandsteen, leemblokken, natuursteen,
gebakken tegels …).
Fiche 19
Materialen die gierig zijn met hun warmte
De prehistorische mens leefde in grotten en holen in de rotsen. Waarom?
Brrr!
Kun je de hoeveelheid warmte meten die een materiaal opstapelt wanneer het in
de zon ligt? ➤

1
Materiaal
● kalksteen
● stuk gipsplaat (gipskartonplaat)
● kleine terracotta baksteen
● kleine zelfgemaakte ongebakken baksteen (maak
hem met aarde en laat hem een tot twee dagen
drogen)
● 4 schoenendozen
● 4 thermometers
Illustraties : © Luis Espinoza
1
2
? Wat stel je vast?
2
Experiment
Dit experiment moet uitgevoerd worden op een zonnige dag, bij voorkeur in de
zomer.
Leg de kalksteen, de gipsplaat en de twee bakstenen in de volle zon. Zoek
een open plek uit. Gedurende het hele experiment mogen ze niet in de
schaduw liggen. Laat ze een namiddag liggen (minstens vier uur).
Meet de temperatuur in elke schoenendoos vóór je de stenen erin legt en
noteer de resultaten. Plaats elk van de materialen in een schoenendoos en
sluit ze af met het deksel. Noteer de temperatuur na 15 minuten, 30 minuten
en na een uur.
kalksteen
gipsplaat
baksteen in
terracotta
ongebakken
baksteen

3
Je hand warmt meer op boven het glas met warm water dan eronder. Het glas met
ijsblokjes daarentegen koelt je hand meer af als je onder het glas beweegt dan
erboven. Het is de lucht rond het glas die je hand opwarmt of afkoelt. Die lucht
wordt op haar beurt opgewarmd of afgekoeld door de inhoud van de glazen.
De omgevingslucht is lauw in vergelijking met de opgewarmde of afgekoelde lucht
rond de glazen. De koude lucht is zwaarder dan de omgevingslucht. Vandaar dat
de koude lucht zakt, ze zinkt in de omgevingslucht zoals siroop zinkt in water.
Warme lucht is minder zwaar en neemt meer plaats in dan de omgevingslucht.
Vandaar dat ze stijgt, ze drijft op de omgevingslucht, net zoals olie drijft op water.
4
Verklaring
Toepassingen
In een verwarmd huis stijgt de warme lucht naar het plafond en naar hogere
ruimtes, terwijl koude lucht naar de grond zakt. Een verwarmingsinstallatie (buizen
en radiators) die in de vloer geplaatst wordt, is dus de beste manier om een ruimte
te verwarmen. Dat wordt dan ook steeds meer gedaan.
De verluchting van een woning is heel belangrijk. Tijdens de winter moet je
vermijden dat warme lucht verloren gaat en tijdens de zomer moet je proberen de
frisse lucht binnen te houden, zonder uit het oog te verliezen dat er altijd genoeg
toevoer van verse lucht moet zijn. De buitenlucht kan worden aangezogen door
buizen van het ventilatiesysteem die ongeveer 1 meter diep onder de grond liggen.
In de winter is de lucht in die buizen warmer dan de buitenlucht. In de zomer is dat
het tegenovergestelde. Om in de winter de lucht van het ventilatiesysteem nog
meer op te warmen, is het aan te raden om de die lucht door een serre aan de
zuidkant van de woning te laten circuleren. Om gebruik te maken van zo’n systeem
is het natuurlijk wel noodzakelijk dat de woning gebouwd is met materialen die een
goede ademhaling van de muren mogelijk
maken. De woning moet goed geïsoleerd zijn
voor de warmte (thermische isolatie), maar ze
moet ook de doorstroming van de
luchtvochtigheid in beide richtingen mogelijk
maken. De vochtige lucht geleidt ook de warmte,
waardoor het risico ontstaat dat de muren hun
isolerend effect verliezen en ook sneller
verslijten.
Fiche 20
Convectie
Bij de installatie van een verwarmingssysteem in een gebouw moet er rekening
gehouden worden met de warmtecirculatie.
Dag mijnheer
Warme Lucht,
welke verdieping?
Vaak zegt men dat warmte stijgt. Maar waar gaat die warmte dan naar toe? ➤

1
2
3
1
2
Materiaal
● een glas met ijsblokjes
● een glas met heel warm leidingwater
Experiment
Beweeg je hand, met je handpalm naar beneden, zachtjes boven het glas met
warm water, zoals aangeduid op de tekening.
Beweeg je andere hand zachtjes boven het glas met de ijsblokjes.
Doe de proef opnieuw, maar beweeg nu je handen onder de glazen.
Illustraties : © Luis Espinoza
? Merk je een verschil?
? Kun je bedenken hoe dat resultaat toegepast kan worden in
een verwarmingsinstallatie?