Hoi Hans,

Kinetische energie is de energie die zit in de beweging van een object. Normaal gesproken is deze energie voor een object gelijk aan E_kin = 0.5*m*v².

De potentiële energie is de energie die opgeslagen zit in een object. Dit is vaak een gevolg van een krachtveld. Een bekend voorbeeld hiervan is natuurlijk de zwaartekracht, maar ook een elektrisch veld kan bijvoorbeeld voor potentiële energie zorgen. Het idee is dat je potentiële energie van een object toe laat nemen door er arbeid op uit te oefenen. Denk hierbij aan het optillen van een massa. Door energie te onttrekken aan het object, kun je de potentiële energie weer af laten nemen. Denk hierbij aan het laten vallen van een massa (hierbij wordt de potenti?le energie omgezet in kinetische energie).

Hopelijk is het nu iets duidelijker. 

Met vriendelijke groet, Frank
(technische natuurkunde Universiteit Twente)

Wat zijn de andwoorden op de vraag van Hans?

Dag MW,

Die gaf Frank hierboven al.
Zijn er dingen in het antwoord van Frank die je niet begrijpt? 

Groet, Jan

Hoi Hans,

Het idee is dat je potentiële energie van een object toe laat nemen door er arbeid op uit te oefenen. Dit snap ik wel. Kan je dit ook schrijven over warmte energie?
Het idee is dat je warmte energie in een object toe laat door er op een later moment warmte uit te halen. Is dat dan potentiële warmte energie?

Groet, Marthen

dag MW,

normaal gesproken reserveren we die term toch wel voor voorwerpen in een krachtveld (bijv. zwaartekracht tussen twee voorwerpen met massa, elektrostatische kracht tussen twee voorwerpen met lading, magnetische kracht) . Ik weet niet waarom. 
Laten we het daarbij maar laten voor middelbare scholieren. Voor wie daarover (wel of niet "potentieel") buiten dat domein nader wil discussiëren, zie hier:
https://www.natuurkunde.nl/vraagbaak/61874


Als men het in de natuurkundeboekjes heeft over potentiële energie zonder meer mag je meestal aannemen dat daarmee de potentiële energie in een zwaartekrachtveld wordt bedoeld. En dan zeg ik persoonlijk liever "zwaarte-energie".

Groet, Jan

08-07-2018

Hoi Jan

In deze tijd van Energie transitie houdt mijn hobby mij intensiever bezig. Als hobby ben ik met het boek (Warmteleer voor technici van ir. Van Kimmenaede tiende editie ) mijn kennis aan het ophalen. In het boek blijft het begrip potentiële energie buiten beschouwing. Want de inwendige energie van een ideaal gas is alleen een functie van de temperatuur. In een folder van een Compressor fabrikant (over warmteterugwinning) wordt beweerd, dat alle toegevoerde  E- energie voor 100%  in warmte energie wordt om gezet. Het product is perslucht van 8 bar met Potentiële energie van ongeveer 25%. Inwendige energie van lucht (1kg 1bar 300˚K) is gelijk aan lucht van (1kg 8bar 300˚K) volgens de thermodynamica. Dan is 100% warmte energie plus 25% potentiële energie = 125% ?  ? energie. Meer energie uit een proces halen dan er in te voeren kan niet. Ik begrijp dat 25% potentiële energie is 0% inwendige energie. Eigenlijk is potentiële energie van perslucht een opslag van arbeid, de potentie is het leveren van arbeid. De naam Potentiële energie is verwarrend. Dit blijkt ook uit de reacties op mijn vraag. 

Jan bedankt voor het antwoord.

Groet Marthen.

Verandering van inwendige energie ΔU van een ideaal gas is gedefinieerd als

ΔU =  Q + W = Q - p ΔV

W = in/externe arbeid door/op gas verricht, Q = warmte-inhoud
De arbeid is pΔV en geeft aan de arbeid (=energieverandering) die het gas verricht door te expanderen (volume toename ΔV>0) en (meestal) daarmee een zuiger naar buiten te duwen. De druk neemt dan af. Vandaar dat men een minteken gebruikt: de expansie betekent energie afgifte aan de buitenwereld (zo komt een auto met zijn kleppenmotor aan zijn energie: afgepikt van het verhitte benzine/lucht-mengsel gas). Omgekeerd: als je van buiten een zuiger induwt neemt het volume af (ΔV <0 want volume wordt kleiner) en wordt de interne energie van het gas groter: -pΔV > 0.

Er wordt meestal alleen over verandering gesproken omdat absolute waarden niet relevant zijn in vergelijkingen tussen toestanden maar ook omdat de absolute waarde niet te berekenen is en o.m. afhangt van waar dan een nulpunt gelegd wordt.

Dus als de inwendige energie van gas van 1 bar (druk) met die van 8 bar wordt vergeleken en de rest verandert niet (zelfde temperatuur, dus Q=0, blijkbaar adiabatische (=geen warmte uitwisseling met omgeving) compressie) dan is van buiten energie aan het gas toegevoerd. De inwendige energie van eenzelfde hoeveelheid gas onder 1 bar en 8 bar is dus niet hetzelfde volgens de thermodynamica!
Daarmee is 25% extra potentiële (???? bedoeld wordt inwendige?) energie verklaard. Het gassysteem is dus niet geheel geïsoleerd van de omgeving en neemt daar energie uit op of staat het eraan af.

Maar elke "motor" op thermodynamische grondslag (incl. koelkasten en warmtepompen (=omgekeerde koelkast)) werkt bij gratie van een Carnot-cyclus ( https://nl.m.wikipedia.org/wiki/Carnotproces ) waarbij een gas eerst zijn energie verhoogt door warmteopname (Q>0) en dan door expansie veel ervan weer afstaat (-pΔV <0) waarna het proces zich herhaalt (cyclus).
De energie kan ook eerst toenemen door compressie (-pΔV>0) en later weer afnemen door warmteafgifte Q terwijl het volume niet verandert (klein blijft). 

PS:
Ik heb moeite met "foldertjes-geblaat" over 25% potentiële energie. 25% van wat? 25% is een getal (0,25) gebruikt in een verhouding of vermenigvuldiging. Dimensieloos. Energie wordt in aantallen joules (of kWh of calorieën) aangeduid. En potentiëel? 
En E-energie? Wat mag dat wel wezen?
Het klinkt allemaal als klokken en klepels die elkaar niet vinden.

(in reactie op post 04 juli 2018 om 11:56 - onderstaande tekst is per ongeluk eerder gewist - Theo de Klerk)

Potentiële energie werd vroeger ook wel "energie van plaats" genoemd en hiermee wordt uitgedrukt wat potentiële energie onderscheidt van kinetische energie. Elke soort potentiële energie hangt af van de plaats (positie) van het voorwerp in een krachtveld. Voorbeelden: zwaarte-energie Ez=m*g*h; gravitatie-energie E_g = -G*m₁*m₂/r; elektrische energie E_e=f*q₁*q₂/r; veerenergie Ev=1/2*C*u². Alleen bij zogenoemde conservatieve krachten kunnen we spreken van potentiële energie. Wrijvingskracht is een voorbeeld van een niet-conservatieve kracht.

Als alleen de zwaartekracht van belang is, kunnen we potentiële energie gelijkstellen aan zwaarte-energie. Trampolinespringen is een voorbeeld waarbij dat niet opgaat terwijl de trampoline ingedrukt is. Dan bestaat de potentiële energie uit zwaarte-energie en veerenergie.

Hoi Jaap

Ik denk nu:
De E staat voor elektriciteit. Dan komt (b.v.) van 100 kWh voeding 100kWh aan warmte vrij. En dat kan dan gebruikt worden. Eventueel voor de verwarming van een ruimte.
In de praktijk gaan ze er van uit dat perslucht – en zuiglucht temperatuur gelijk zijn. Dan is de potentiële energie van zuiglucht 1 bar naar 8 bar verhoogt met 25% t.o.z. van de 100 kWh gebruikte energie. Maaaaaar!  potentiële energie (verwarrende naam begrijp ik nu) is geen energie. Perslucht heeft het vermogen (potentie) gekregen om 25% arbeid te leveren van de gebruikte productie energie door de compressor. Om de 25% arbeid te leveren wordt de warmte van buitenlucht gebruikt. Is de expansie temperatuur weer gelijk aan de zuiglucht temperatuur, dan is de inwendige energie weer gelijk aan de zuiglucht.

Groet Marthen

Je bedoelt waarschijnlijk een voeding van 100 kW. Die gebruikt in een uur 100 kWh aan energie uit het lichtnet.
Het meeste wordt doorgegeven aan een op de voeding aangesloten apparaat. Bij een rendement/efficiëncy van η % is dat 100•η/100 kW. De rest (1-η/100)100 kW gaat "verloren" en zal deels aan opwarming van de voeding verdwijnen. Maar een voeding is niet bedoeld als kachel. Al kun je die er wel op aansluiten...

Een aardig verhaal over de warmtepomp vind je in https://warmtepompplein.nl/warmtepomp-werking/#in-het-kort en ook (wat mathematischer) op https://en.m.wikipedia.org/wiki/Heat_pump_and_refrigeration_cycle#Reversed_Carnot_cycle of https://opentextbc.ca/physicstestbook2/chapter/applications-of-thermodynamics-heat-pumps-and-refrigerators/ (zoeken op "heat pump" geeft ook wat YouTube filmpjes waar de cycle wordt doorgerekend zoals https://www.youtube.com/watch?v=y2t8nNI9cw4).

In het kort: een kouder-dan-buiten gas neemt warmte van buiten op. Het wordt dan door een pomp sterk gecomprimeerd en warmt daardoor zeer sterk op. Het hete gas wordt naar binnen getransporteerd en kan via een condensor die warmte grotendeels afstaan aan de koelere kamer. Daarbij koelt het hete gas af. Het wordt dan onder dezelfde hoge druk naar buiten geleid en kan ineens expanderen. Daarmee koelt het sterk af en is kouder dan de buiten temperatuur. Daardoor neemt het warmte op, wordt door compressie verhit en het proces herhaalt zich.

Bij afgesloten gas zal in de stadia waarin geen warmte van/naar buiten komt/gaat de ideale gaswet gelden: met pV=nRT is 8x hogere druk p ook 8x hogere temperatuur T).

De elektrische energie die je met de pomp nodig hebt voor het rondpompen, kan best 25% zijn van de energie die je uit de grond haalt en in huis afgeeft.
Maar het is dus een Carnot cycle langs verschillende isothermen waarbij warmte Q1 Uit de grond de inwendige energie van het gas laat toenemen en deze inwendige energie weer door afgifte van diezelfde Q1 laat afnemen, waardoor het huis verwarmt en het gas weer in "oorspronkelijke staat" terugkeert. 
Voor de pomp geldt blijkbaar dat E_pomp/Q1 = 0,25 = 25 %

Hoi Jan,

Mijn vraag is onderdeel van het onderwerp.
we hebben vloeibaar kaarsvet in een pan, we voegen daarbij vaste kaarsvet toe. Mijn vraag is : Zal de kinetische energie afnemen, gelijk blijven of toenemen bij de volgende twee situaties:

de temperatuur van de vaste kaarsvet stijgt, blijft gelijk

Alvast bedankt voor uw antwoord.

Mvg,

Oussama

Ik bedoelde de potentiele energie van de moleculen

dag Oussama,

"potentiële energie" is een term die vele ladingen kan dekken. maar als de vraag luidt:

dan lijkt dat eerder op een strikvraag,

Potentiële energie wordt zelden gebruikt in situaties van warmte: je zou nog kunnen zeggen dat het kaarsvet bij vewarmen een beetje uitzet, waardoor het zwaartepunt van die klomp wat hoger komt te liggen, en dus de potentiële zwaarte-energie toeneemt, of waardoor kaarsvet als dat zit opgesloten in een dichte container onder hoge druk komt te staan. Maar dat vind ik allemaal nogal vergezocht. 

Groet, Jan

Wat ik niet begrijp is dat potentiele energie te maken heeft met hoogtes:Ep=m.g.h
terwijl de afstand tussen de moleculen hier veranderd. Het kan zijn dat een molecuul zich omhoog verplaats terwijl de andere molecuul zich naar omlaag verplaatst dus Ep blijft het zelfde en dat kan niet. Dat is het punt dat ik niet begrijp.

Als dat blokje aan een in het hart van dat blokje bevestigd touwtje hangt heb je daarin natuurlijk gelijk, maar als het op een schaaltje ligt kunnen die moleculen  toch weinig anders dan omhoog. 

Maar wat mij betreft, vergeet deze vraag, het is echt een beetje ver gezocht om het te gaan hebben over de potentiële energie van een opwarmend blokje kaarsvet. Wordt eigenlijk eerder een beetje filosofie-van-de-koude-grond-geleuter in plaats van natuurkunde.  Ik weet niet of je de vraagsteller kent, maar indien ja, vraag die dan maar eens wat die daarmee bedoelde.

Potentiële energie is vroeger vaak identiek gesteld aan zwaarte-energie. Dan is de link met mgh snel gelegd.
Als je potentiële energie ziet als de energie van een deeltje door zijn positie tov andere deeltjes dan is er niet zo simpel wat over te zeggen. Warmtetoevoer geeft vaste deeltjes meer trillingsenergie - net als opwarmend ijsblokje. 
Als geen energie wordt toegevoegd dan zal het vloeibare vet minder kinetische energie krijgen (temperatuur daalt) en het vaste juist meer (temperatuur neemt toe).