Natuurkunde H7 sv – Stoffen en Materialen:
Par 7.1
> Stoffen en materialen:
-> stoffen zijn opgebouwd uit moleculen en moleculen uit atomen
-> er bestaan ruim honderd soorten atomen
-> moleculen bestaan uit 2 of meer atomen
-> niet alle stoffen bestaan uit moleculen
-> in metalen zitten atomen in een atoomrooster
-> in zouten zitten ionen in een ionrooster
-> een zuivere stof bestaat uit moleculen van 1 soort
-> een materiaal is een stof of een mengsel van stoffen
-> je gebruikt het woord materiaal als je een stof gebruikt in een bepaalde toepassing
-> de meeste stoffen kunnen in 3 fasen voorkomen: vast, vloeibaar en gas
> Het molecuulmodel:
-> De belangrijkste eigenschappen in t molecuulmodel zijn:
Er zit ruimte tussen de moleculen: de intermoleculaire ruimte
Moleculen bewegen: hoe hoger de temperatuur, hoe groter de snelheid
Moleculen oefenen aantrekkende krachten op elkaar uit: hoe groter de afstand tussen de
moleculen, hoe kleiner deze krachten zijn
-> een stof met kleine intermoleculaire ruimte heeft een grote dichtheid
-> macroscopische eigenschappen -> (gemakkelijk) meetbare eigenschappen
-> microscopisch verklaren
-> micro-macrobeschouwing => je koppelt dan eigenschappen van moleculen van de stof (micro),
zoals afstand, massa en onderlinge aantrekkingskracht aan meetbare stofeigenschappen, bv
dichtheid (macro)
> Fasen en het molecuulmodel:
-> vaste stof: ruimte tussen moleculen klein, aantrekkingskracht groot, moleculen op vaste plek
-> ze bewegen om een evenwichtsstand heen en weer, maar veranderen niet van plaats
-> dus heeft vaste vorm en vaste volume
-> hardheid en onsamendrukbaarheid zijn karakteristiek
-> vloeistof: moleculen geen vaste plaats(bewegen kriskras door elkaar), aantrekkingskracht
kleiner, neem vorm aan van waarin t in zit
-> heeft alleen nog wel een vaste volume
-> gas: moleculen ver uit elkaar, oefenen nauwelijks krachten op
elkaar uit, bewegen door elkaar
-> geen vaste vorm en vaste volume
> Dichtheid:
-> een kenmerkende eigenschap van een stof is de dichtheid ρ
=> geeft aan hvl massa van de stof in een bepaald volume zit
-> stofeigenschap, en staat als vaste waarde in Binas 8 t/m 12
-> ρ = m -> kg/m3= kg
V m3
-> stoffen met een grote dichtheid zijn ook zware atomen
-> je kunt de dichtheid in een grafiek uitzetten tegen de gemiddelde atoommassa Agem
-> je kunt er geen lijn doortrekken, omdat er geen verband is
=> metalen met een grotere atoommassa’s hebben ook een grotere dichtheid
, Par 7.2
> Temperatuur:
-> temperatuur is een macroscopisch begrip
-> t molecuulmodel koppelt temperatuur aan microscopische eigenschappen van moleculen: hoe
warmer een stof is, hoe sneller de moleculen bewegen. Ze hebben dan meer kinetische energie
-> de Oostenrijker Ludwig Boltzmann heeft t verband tussen temp en kinetische energie
beschreven in de kinetische gastheorie
-> temp hangt samen met de gemiddelde E kin van de moleculen en niet met hun massa
> Absolute temperatuur:
-> omdat temperatuur samenhangt met E kin van moleculen is t logischer om t nulpunt vd schaal te
leggen waar Ekin van de moleculen nul is (dus niet bij 0 °C zoals Anders Celsius het zei)
=> het absolute nulpunt
-> bij deze temp staan de moleculen in theorie dus stil
-> de waarde van t absolute nulpunt heeft Lord Kelvin bepaald.
-> bij -273,15 ° C, dus 0 K is de druk dus nul
=> TK = TC + 273,15
-> de absolute temperatuur is recht evenredig met de kinetische energie
> Warmte en inwendige energie:
-> warmte is een vorm van energie, want je kunt er de E kin mee verhogen
-> dus je drukt het uit in Joule
-> ook zet de stof uit bij verwarmen, waardoor de moleculen verder uit elkaar komen te zitten en ze
dus voor een deel moeten loskomen uit elkaars aantrekkingskracht. Dat kost arbeid
-> de energiesoorten die moleculen op microscopische niveau gezamenlijk hebben
=> inwendige energie
-> toevoeren van warmte aan een stof: inwendige energie van die stof neemt toe
-> temperatuurverhoging: kinetische energie van moleculen neemt toe
> Warmte en temperatuurstijging:
-> de energie die je nodig hebt om een stof op te warmen hangt van 3 dingen af:
De Temperatuurtoename
De massa van de stof
De soort stof
-> diagram voor toegevoerde warmte uitgezet tegen de temperatuurstijging: conclusies:
De toegevoerde warmte is recht evenredig met de temperatuurstijging
De hoeveelheid benodigde warmte verschilt per stof
Stoffen met een grotere dichtheid hebben minder warmte nodig
> Soortelijke warmte:
-> de soortelijke warmte c van een stof is de hvlheid warmte in J die nodig is om 1 kg van een stof 1
K in temperatuur te verhogen
-> Binas 8 t/m 12
-> om de benodigde warmte te berekenen moet je de soortelijke warmte weten
=> Q = c · m · ∆T -> J = J/(kg·K) · kg · K
> Soortelijke warmte en dichtheid:
-> hoe groter de dichtheid, hoe kleiner de soortelijke warmte
-> de soortelijke warmte is omgekeerd evenredig met de gemiddelde atoommassa van die stof
Par 7.3
Par 7.1
> Stoffen en materialen:
-> stoffen zijn opgebouwd uit moleculen en moleculen uit atomen
-> er bestaan ruim honderd soorten atomen
-> moleculen bestaan uit 2 of meer atomen
-> niet alle stoffen bestaan uit moleculen
-> in metalen zitten atomen in een atoomrooster
-> in zouten zitten ionen in een ionrooster
-> een zuivere stof bestaat uit moleculen van 1 soort
-> een materiaal is een stof of een mengsel van stoffen
-> je gebruikt het woord materiaal als je een stof gebruikt in een bepaalde toepassing
-> de meeste stoffen kunnen in 3 fasen voorkomen: vast, vloeibaar en gas
> Het molecuulmodel:
-> De belangrijkste eigenschappen in t molecuulmodel zijn:
Er zit ruimte tussen de moleculen: de intermoleculaire ruimte
Moleculen bewegen: hoe hoger de temperatuur, hoe groter de snelheid
Moleculen oefenen aantrekkende krachten op elkaar uit: hoe groter de afstand tussen de
moleculen, hoe kleiner deze krachten zijn
-> een stof met kleine intermoleculaire ruimte heeft een grote dichtheid
-> macroscopische eigenschappen -> (gemakkelijk) meetbare eigenschappen
-> microscopisch verklaren
-> micro-macrobeschouwing => je koppelt dan eigenschappen van moleculen van de stof (micro),
zoals afstand, massa en onderlinge aantrekkingskracht aan meetbare stofeigenschappen, bv
dichtheid (macro)
> Fasen en het molecuulmodel:
-> vaste stof: ruimte tussen moleculen klein, aantrekkingskracht groot, moleculen op vaste plek
-> ze bewegen om een evenwichtsstand heen en weer, maar veranderen niet van plaats
-> dus heeft vaste vorm en vaste volume
-> hardheid en onsamendrukbaarheid zijn karakteristiek
-> vloeistof: moleculen geen vaste plaats(bewegen kriskras door elkaar), aantrekkingskracht
kleiner, neem vorm aan van waarin t in zit
-> heeft alleen nog wel een vaste volume
-> gas: moleculen ver uit elkaar, oefenen nauwelijks krachten op
elkaar uit, bewegen door elkaar
-> geen vaste vorm en vaste volume
> Dichtheid:
-> een kenmerkende eigenschap van een stof is de dichtheid ρ
=> geeft aan hvl massa van de stof in een bepaald volume zit
-> stofeigenschap, en staat als vaste waarde in Binas 8 t/m 12
-> ρ = m -> kg/m3= kg
V m3
-> stoffen met een grote dichtheid zijn ook zware atomen
-> je kunt de dichtheid in een grafiek uitzetten tegen de gemiddelde atoommassa Agem
-> je kunt er geen lijn doortrekken, omdat er geen verband is
=> metalen met een grotere atoommassa’s hebben ook een grotere dichtheid
, Par 7.2
> Temperatuur:
-> temperatuur is een macroscopisch begrip
-> t molecuulmodel koppelt temperatuur aan microscopische eigenschappen van moleculen: hoe
warmer een stof is, hoe sneller de moleculen bewegen. Ze hebben dan meer kinetische energie
-> de Oostenrijker Ludwig Boltzmann heeft t verband tussen temp en kinetische energie
beschreven in de kinetische gastheorie
-> temp hangt samen met de gemiddelde E kin van de moleculen en niet met hun massa
> Absolute temperatuur:
-> omdat temperatuur samenhangt met E kin van moleculen is t logischer om t nulpunt vd schaal te
leggen waar Ekin van de moleculen nul is (dus niet bij 0 °C zoals Anders Celsius het zei)
=> het absolute nulpunt
-> bij deze temp staan de moleculen in theorie dus stil
-> de waarde van t absolute nulpunt heeft Lord Kelvin bepaald.
-> bij -273,15 ° C, dus 0 K is de druk dus nul
=> TK = TC + 273,15
-> de absolute temperatuur is recht evenredig met de kinetische energie
> Warmte en inwendige energie:
-> warmte is een vorm van energie, want je kunt er de E kin mee verhogen
-> dus je drukt het uit in Joule
-> ook zet de stof uit bij verwarmen, waardoor de moleculen verder uit elkaar komen te zitten en ze
dus voor een deel moeten loskomen uit elkaars aantrekkingskracht. Dat kost arbeid
-> de energiesoorten die moleculen op microscopische niveau gezamenlijk hebben
=> inwendige energie
-> toevoeren van warmte aan een stof: inwendige energie van die stof neemt toe
-> temperatuurverhoging: kinetische energie van moleculen neemt toe
> Warmte en temperatuurstijging:
-> de energie die je nodig hebt om een stof op te warmen hangt van 3 dingen af:
De Temperatuurtoename
De massa van de stof
De soort stof
-> diagram voor toegevoerde warmte uitgezet tegen de temperatuurstijging: conclusies:
De toegevoerde warmte is recht evenredig met de temperatuurstijging
De hoeveelheid benodigde warmte verschilt per stof
Stoffen met een grotere dichtheid hebben minder warmte nodig
> Soortelijke warmte:
-> de soortelijke warmte c van een stof is de hvlheid warmte in J die nodig is om 1 kg van een stof 1
K in temperatuur te verhogen
-> Binas 8 t/m 12
-> om de benodigde warmte te berekenen moet je de soortelijke warmte weten
=> Q = c · m · ∆T -> J = J/(kg·K) · kg · K
> Soortelijke warmte en dichtheid:
-> hoe groter de dichtheid, hoe kleiner de soortelijke warmte
-> de soortelijke warmte is omgekeerd evenredig met de gemiddelde atoommassa van die stof
Par 7.3
