Natuurkunde.nl - Hoeveel energie zit er in water? (2023)

Terug naar overzicht

Hoeveel energie zit er in water?

hans stelde deze vraag op 17 juni 2005 om 10:00.

Ik zou graag willen weten hoeveel energie ( onttrokken kan worden aan!) warm water b.v. als er een voorraad vat is met 3000 liter warm water met een temperatuur van 80 graden celcius? Hoeveel energie bevat dat vat dan in bv kWh?

Reacties

Melvin op 17 juni 2005 om 13:11

Beste Hans,

De thermische (warmte) energie per deeltje wordt gegeven door:
E=(3/2)*k*T
(met E de energie, k de constante van Boltzmann en T de temperatuur)

Het aantal deeltjes kan je berekenen, door de totale massa te delen door de massa van een deeltje. Een kilogram water heeft bijvoorbeeld 3,34*1025 moleculen. Per kilogram (dus per liter) water is de thermische energie dus:
E=(3/2)*k*T*3,34*10^25 =691*T

Bij 80 graden Celcius (dus 353 Kelvin!) is dit 244 kJ. Voor 3000 liter is dit dus 732 MJ. Dit komt overeen met 203 kWh.

Helaas kan je deze energie nooit uit het water halen, omdat je dan een oneindig reservoir moet hebben met een temperatuur van T=0 Kelvin. Dit is in werkelijkheid onhaalbaar.

Hopelijk heb ik je vraag een beetje beantwoord.
Groeten, Melvin

Rob op 18 juni 2005 om 11:31

Ik denk eerder dat je de wel-bruikbare warmte bedoelt.

Die heeft te maken met de warmtecapaciteit van water, 4 184 J/g·K.

Mijn buurman heeft een geïsoleerde opslagtank met 800 kubieke meter water dat hij kan opwarmen tot 90 graden Celcius, en dat hij gebruikt om zijn kassen op 20 graden te houden. Ideaal gezien gebruikt hij van dat water dus 70 graden temperatuurverschil aan energie.

Dat is dan 800 x 106 gram = 8 x 108 gram maal 7 x 101 graden maal 4 184 J/g·K, dus 2,3 x 1011 J.

Om dat water daarna weer op te warmen is de verbrandingsenergie van 7000 kubieke meter aardgas nodig.

veen op 26 mei 2018 om 21:48

Mag ik het zeer slechte verhalen vinden.de bedoeling is omde energie in kw. Weer te geven van bv 1kuub water van 80 graden naar B.v.20graden. En de uitkomst in kw.ik dacht dat 1kuub water 1graad verhogen 1kw aan energie nodig had.maar weet dit niet zeker,als dat zo is kun je alles hiervoor berekenen gaarne reactie of dit klopt gr.

Theo de Klerk op 26 mei 2018 om 21:58

domweg Q = Cwm(T1- T2) uitrekenen (m=ρwaterV) en dan de uitkomst in joules delen door 3600 000 om alles in kWh te krijgen (ongebruikelijke eenheid buiten de stroomwereld) want 1 kWh = 1000 Wh = 1000 x 3600 Ws (1Ws=1 J/s s= J)

Het rekenen kun je zelf...

veen op 26 mei 2018 om 23:03

Dank je ik reken nog steeds met kw vind ik heel gemakkelijk en de elektriciteit wordt nog steeds in kw aangeleverde straalkachels en noem maar op voor de gewone man in kw. Ik heb joules enz. Heel lang geleden geleerd,kw weet ikmeteen joules zegt me veel minder.daarom ben ik voor kw en ik had de indruk dat de vraagsteller dat ook is ,maar ik kan het verkeerd hebben. In ieder geval bedankt.

(Video) Natuurkundeles A5 9.2 Energie voor bewegen, begrijpen

Theo de Klerk op 27 mei 2018 om 09:45

het was vroeger 1 calorie = energie nodig om 1 g water 1 graad celsius te verhogen).
Tegenwoordig is de SI eenheid hiervoor joule (1 calorie = 4,1868 joule = 1,163 mWh)

Dus voor 1 kuub water (ca 106 cm3 en dat komt overeen met ca. 1000 kg) is 106 gram x 1,163 mWh = 1,163 . 103 Wh = 1,163 kWh
Daarmee komt je schatting iets te laag uit (meer dan 1 kWh voor een kilogram water 1 graad opwarmen).

Watt-uur en geen watt want dat is energie per tijdseenheid (vermogen) - handig voor continu gebruik van een machine over een periode t seconden (energie = vermogen x tijd).
Dus of je nu elke seconde 1,163 W toevoert gedurende een uur of 2,326 W gedurende een half uur - het is in beide gevallen dezelfde hoeveelheid.

Zie ookhttps://www.natuurkunde.nl/vraagbaak/12857 (een van de latere reacties aldaar)

Supergrover op 02 mei 2020 om 13:00

Nuttige correctie op de verder uitstekende berekening van Theo:

Daarmee komt je schatting iets te laag uit (meer dan 1 kWh voor1000 kilogram water 1 graad opwarmen).

(Denk maar na: 1kW een uur lang in 1L water 'pompen' geeft echt wel wat meer T verhoging dan 1 graad)

Theo de Klerk op 02 mei 2020 om 13:34

1 cal = 1,163 mWh. Genoeg om 1 gram water 1 graad te verhogen.
Een liter water is ca 1 kg = 1000 g, dus 1163 mWh = 1,163 Wh is nodig om die 1 graad te verhogen. Dan is een liter met 116,3 Wh (=0,1163 kWh) tot koken gebracht vanaf 0 graden.

tom op 25 augustus 2020 om 21:07

ik heb volgende vraag:
ik heb 1000 liter water van 36 celcius deze wil ik 2 graad opwarmen met water van 40 graden, hoeveel van dit water heb ik nodig om dit te realiseren

Jan van de Velde op 25 augustus 2020 om 21:16

dag Tom,

Je hebt 1000 L water met in elke liter 36 gram suiker. Je wil de suikerconcentratie verhogen tot 38 g/L
Je hebt suikerwater beschikbaar met een concentratie van 40 g/L

Hoeveel van dat 40 g/L suikerwater ga je nodig hebben? Denk erom dat dit suikerwater behalve suiker ook water bevat!

groet, Jan

Theo de Klerk op 25 augustus 2020 om 21:29

Of, om het bij de vraag te houden:
- hoeveel energie is nodig om het koude water op te warmen?
- als ander water van 40 graden die hoeveelheid moet kunnen afstaan om ook 38 graden uit te komen, hoeveel water heb ik daarvan dan nodig om die energie af te staan?

tom op 25 augustus 2020 om 21:37

Dag Theo,
Jij hebt de vraag correct geintrepeteerd en weergegeven. Ik hoop dat je ook een antwoord hierop weet.

Theo de Klerk op 25 augustus 2020 om 21:42

Ja, maar dat voorkauwen levert niet op dat je het voortaan zelf kan. Dus probeer het eens. Reken die stappen uit.
In jouw geval is rekenen zelfs niet nodig omdat het zo'n symmetrisch probleem is.

(Video) Natuurkunde uitleg Energie 2: Rendement

  • 1000 L water van 36 graden moet tot 38 graden worden opgewarmd door extra energie op te nemen
  • xL water van 40 graden moet tot 38 graden afkoelen door de extra energie af te staan.

Het antwoord straalt je al tegemoet...

tom op 25 augustus 2020 om 23:30

Theo de Klerk plaatste:

Ja, maar dat voorkauwen levert niet op dat je het voortaan zelf kan. Dus probeer het eens. Reken die stappen uit.
In jouw geval is rekenen zelfs niet nodig omdat het zo'n symmetrisch probleem is.

  • 1000 L water van 36 graden moet tot 38 graden worden opgewarmd door extra energie op te nemen
  • xL water van 40 graden moet tot 38 graden afkoelen door de extra energie af te staan.

Het antwoord straalt je al tegemoet...

Hoi Theo, ik zie het niet dus graag stap voor stap voor het te begrijpen.

Theo de Klerk op 25 augustus 2020 om 23:41

Het ene gaat van 36 naar 38. Het andere van 40 naar 38. Allebei 2 graden verschil...

Jan van de Velde op 26 augustus 2020 om 08:20

tom plaatste

ik zie het niet dus graag stap voor stap voor het te begrijpen.

Je hebt één emmer met 36 knikkers, enemmers met 40 knikkers.

Wat je kiest giet je in een grote bak, om daarna de knikkers uit die bak eerlijk te verdelen over de gebruikte emmers.

je kiest bijvoorbeeld om 3 emmers van 40 knikkers te gebruiken
dan heb je totaal dus 3 x 40 + 36= 156 knikkers, en die moeten herverdeeld worden over de 4 emmers.
Zitten er nu in elke emmer je gewenste 38 knikkers? Zo nee, probeer een ander aantal 40-emmers.

de wiskunde erachter is die van het gewogen gemiddelde, ik hoop dat dat je wat zegt?

Groet, Jan

Theo de Klerk op 26 augustus 2020 om 15:12

Of in jouw geval: 1 L water heeft tussen 0 - 100 graden voor elke graad opwarming evenveel energie (Q) nodig. En die komt weer vrij als de temperatuur 1 graad daalt.

Dus 1000 L van 36 naar 38 graden opwarmen heeft E = 1000 x(38-36) x Q nodig
Het te hete water moet die E kunnen afstaan: E = V x(40-38) x Q (met V = volume)
Gelijkstellen: 2000 Q = 2V Q ofwel 2000 = 2 V
Dus wat moet V zijn?

Hans op 10 maart 2022 om 21:16

Ik heb een ander probleem, ik wil warmte uit grondwater van 12 gr halen, hoeveel water heb ik nodig voor een warmtepomp die 15 Kw kan leveren aan de vloerverwarming.
het grondwater kan ik in voldoende mate aanleveren .
het grondwater kan maar tot 5 gr worden afgekoeld.
graag een reactie,
groet Hans Bruinsma

Theo de Klerk op 10 maart 2022 om 21:38

Ik snap niet eens wat je bedoelt. Grondwater van 12 graden, afkoelen tot 5 graden???
Warmtepomp van 15 Kw (kW neem ik aan) . Is dat een vermogen dat de pomp gebruikt om te pompen?

Jaap op 10 maart 2022 om 21:39

(Video) Energie berekenen in Joule

Dag Hans,
Als de warmtepomp 1 kg water afkoelt van 12 to 5 ºC, onttrekt de warmtepomp Q=c·m·ΔT=4180·1·(12–5)=29260 joule warmte aan dat water.
Hoeveel warmte de warmtepomp aan de vloerverwarming levert, hangt af van de Coefficient Of Performance, COP, die tegenwoordig vaak op de warmtepomp vermeld wordt.
Stel dat de warmtepomp voor deze temperaturen COP=2,5 heeft, dan levert hij aan de vloerverwarming 2,5·29260=73150 joule=73 kJ.
Om 15 kW warmte aan de vloerverwarming te leveren, is per seconde 15/73=0,21 kg water nodig ofte wel 0,74 m³ per uur.
Deze schoolmeestersberekening houdt geen rekening met allerlei praktische factoren. Een installateur kan een meer betrouwbaar antwoord geven.
Groet, Jaap

https://warmtepompenadvies.be/warmtepomp-rendement/

Theo de Klerk op 10 maart 2022 om 21:50

Ik heb niet veel verstand van warmtepompen - da's duidelijk - maar als een COP van 2,5 de onttrokken energie 2,5 x verhoogt, dan moet die energie wel ergens vandaan komen. Uit het stopcontact? Als maar 1/2,5-de deel (minder dan de helft) uit het water komt dan vind ik het allemaal niet zo bijster en snap ik de opmerkingen "leuk dat de CV gasrekening daalt, maar de stroomrekening neemt aanzienlijk toe". De energie moet natuurlijk ergens vandaan komen.

Jaap op 10 maart 2022 om 22:04

Dag Hans,
Mijn berekening van 21.39 uur is fout.
Als een warmtepomp met COP=2,5 aan 1 kg water 29260 joule warmte onttrekt, is die 29260 joule 1,5 van de totale 2,5 delen en levert de warmtepomp 29260/1,5·2,5=48767=49 kJ joule aan de vloerverwarming. Hierbij verbruikt de elektrische warmtepomp 1 deel, dat is 29260/1,5=19507 joule elektrische energie.
Om 15 kW warmte aan de vloerverwarming te leveren, is per seconde 15/49=0,31 kg water nodig ofte wel 1,1 m³ per uur.
Groet, Jaap

wim van Ouwel op 04 april 2022 om 18:31

De Qooker kan water leveren dat koeler is als dat er aangeleverd wordt.
Hoeveel energie kost het om die temp.daling voor bijv.10 liter te bewerkstelligen?
Is zo´n koelelement ook in het "groot" te produceren en te leveren en kan de benodigde energie uit zonnecellen te betrekken zijn? Het kost kapitalen de opwarming van de aarde te beteugelen.
Duizenden van die apparaten her en der op zee zouden een bijdrage kunnen leveren, of niet ?

Jan van de Velde op 04 april 2022 om 19:06

wim van Ouwel

Duizenden van die apparaten her en der op zee zouden een bijdrage kunnen leveren, of niet ?

dag Wim,

Helaas niet...
Apparaten zoals koelkasten, airconditioners en ook de Quooker,laten warmte niet zomaar "verdwijnen". Het enige dat ze doen is de warmte verpompen van de ene plaats naar de andere.
Dat verpompen zelf kost energie, en dus wordt de omgeving van dat soort apparaten alleen maar warmer.

Een koelkast in huis is dus per saldo een klein elektrisch kacheltje, zomer en winter.

Groet, Jan

peter op 05 oktober 2022 om 10:20

dag Jaap ,
ik denk dat mijn vraag met jouw antwoord opgelost is nl:
Uit mijn waterput kan ik max 6 liter per min halen als ik dat vergelijk met jouw antwoord is dat ongeveer een derde van de 1,1m³ per uur dus zou ik een warmtepomp kunnen gebruiken van 15/3 kW?
Groet, peter

Jan van de Velde op 05 oktober 2022 om 17:27

dag Peter,

dit soort installaties zou ik niet aan (laten) leggen op basis van een discussie als hier boven. Deze vraagbaak is geen installatiebureau. Veel te veel mitsen, maren en praktische/lokale factoren zijn van invloed op de beslissing wat verstandig is en wat niet.

Bijvoorbeeld ook, ergens hierboven komt iemand af met een vloerverwarming met een vermogen van maar liefst 15 kW, zonder daar verder meer bij te vertellen. Voor wat ik me bij een "vloer" voorstel zal de eigenaar van die vloer serieuze zweetvoeten gaan krijgen.

Leg je probleem beter voor bij een betrouwbaar installateur.

Groet, Jan

peter op 05 oktober 2022 om 18:52

(Video) HA2 natuurkunde gas water elektriciteit oefensommenblad vraag 8

mijn vraag is eigenlijk :die 6liter per min is dat interressant voor een warmtepomp ? het is grond water van 14/ 15 gr
groeten peter

Jan van de Velde op 05 oktober 2022 om 18:59

dat is een theoretische en die is te beantwoorden.

14/15 graden lijkt me warm voor grondwater hier in NL/BE maar goed.

reken 6 L per minuut om naar een massadebiet in kg/s

Q= m·c·ΔT
m : de massa die je eerst uitrekende, in kg
c :4200 J/kgK
ΔT het temperatuurverschil tussen oppompen en weer infiltreren, bijv 15-5=10 oC

Q is dan de warmte die je in één seconde uit dat water haalt met die warmtepomp, en daarmee dus het warmtevermogen in J/s (= watt) van je bron.

groet, Jan

peter op 05 oktober 2022 om 19:14

Dank jan,
uitgerekend kom ik dan op een 4kw dat lijkt mij voldoende voor een warmtepomp .
groeten peter

peter op 05 oktober 2022 om 19:46

En ja 15gr grondwater is (te) hoog heb de tempmeter in ijswater gezet en geeft 1gr aan verder meet ik het grondwater opgepompt dus na 20 meter buis ,maar 14 gr heb ik jaren geleden in de put zelf gemeten.
groeten peter

Jan van de Velde op 05 oktober 2022 om 19:47

die uitkomst ben ik met je eens.

Maardan hangen er verder allerlei praktische "als"-en aan vast, die er wel eens voor kunnen zouden zorgen dat je daarvan in een koude week over twee jaar maar 2 kW meer van over hebt. Hangt bijvoorbeeld af van de kwaliteit / chemische samenstelling van dat grondwater, en er is vast nog veel meer dat niet in een eenvoudig theoretisch sommetje is te vatten. Zie de ervaren installateur.

Dus wijsheid gewenst.

Groet, Jan

Jan van de Velde op 05 oktober 2022 om 20:43

peter

14 gr heb ik jaren geleden in de put zelf gemeten.

voorhet bovenlaagje van het grondwater aan het eind van de zomer is dat niet vreemd. Maar zodra je dat bovenlaagje hebt afgepompt, en het seizoen vordert, ga je dat toch wel een paar graden zien zakken, vooral als je put nabij oppervlaktewater ligt.

Groet, Jan

peter op 05 oktober 2022 om 20:55

jan,het water zit op 8.5m diepte en we gebruiken het water voor de wc de was en de vaatwasser dus afgepompt is het wel.
Het is prima water met iets te veel fosfaten maar vroeger (1950)ook gebruikt als drinkwater.
de temperatuur zal ik eens om de paar maanden meten.
groeten peter

(Video) *OUDE Versie* Natuurkunde uitleg Energie 2: Rendement

Videos

1. VWO6 Samenvatting Energie
(Martijn Leensen)
2. Natuurkunde uitleg Energie 9: Gravitatie-Energie
(Meneer Wietsma Natuurkunde)
3. Natuurkunde uitleg ENERGIE OMZETTEN
(WATT!? Natuurkunde)
4. HA2 gas water en elektriciteit oefensommenblad opgave 5
(Remi rivière)
5. Energie | Energie uit wind, water zon
(Natuurkunde en Scheikunde - Meester Matthijs)
6. Elektriciteit in huis
(Natuurkunde Joost)
Top Articles
Latest Posts
Article information

Author: Carlyn Walter

Last Updated: 03/13/2023

Views: 5827

Rating: 5 / 5 (50 voted)

Reviews: 89% of readers found this page helpful

Author information

Name: Carlyn Walter

Birthday: 1996-01-03

Address: Suite 452 40815 Denyse Extensions, Sengermouth, OR 42374

Phone: +8501809515404

Job: Manufacturing Technician

Hobby: Table tennis, Archery, Vacation, Metal detecting, Yo-yoing, Crocheting, Creative writing

Introduction: My name is Carlyn Walter, I am a lively, glamorous, healthy, clean, powerful, calm, combative person who loves writing and wants to share my knowledge and understanding with you.