Samenvatting Natuurkunde
Hoofdstuk 11, Stof- en materiaaleigenschappen
Paragraaf 1, Eigenschappen van gassen
Druk
De kracht per vierkante meter = druk, bereken je met:
𝐹
𝑝 = 𝐴
- 𝑝, de druk in Pa
- 𝐹, de kracht in N
- 𝐴, de oppervlakte in m2
Gas oefent in alle richtingen een gelijke druk uit. Als dat niet zo is zou het stromen naar de
lage druk net zo lang tot de druk weer gelijk is. Druk meet je in manometer.
Druk en volume
De druk van een gas hangt af van volume, temperatuur en de hoeveelheid van het gas. Om
het verband te onderzoeken steeds 1 grootheid variëren. Bij constante temperatuur en
hoeveelheid gas neemt druk toe als volume kleiner wordt = de wet van Boyle:
𝑝 · 𝑉 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡
- 𝑝, de druk van het gas in Pa
- 𝑉, het volume van het gas in m3
De constante hangt af van de temperatuur en de hoeveelheid gas. Druk en volume
omgekeerd evenredig.
Druk en temperatuur
Wanneer temperatuur alleen toeneemt en volume constant blijft neemt de druk van het gas
ook toe = de wet van Gay-Lussac:
𝑝
𝑇
= 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑎𝑛𝑡
- 𝑝, de druk van het gas in Pa
- 𝑇, de absolute temperatuur van het gas in K
Dit verband geldt alleen wanneer je de absolute temperatuur gebruikt in K. Voorwerpen
kunnen niet een lagere temp hebben dan 0 K, het absolute nulpunt. Bij deze temp is de druk
van het gas gelijk aan nul. Druk en temperatuur zijn recht evenredig.
, Druk en hoeveelheid gas
Bij constante temperatuur en volume is de druk recht evenredig met de hoeveelheid gas:
𝑝
𝑛
= 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡
- 𝑝, de druk van het gas in Pa
- 𝑛, de hoeveelheid gas in mol
De eenheid mol drukt de hoeveelheid deeltjes van een bepaalde stof uit. Het aantal deeltjes
per mol wordt gegeven door het getal van Avogadro N A.
De algemene gaswet
Die drie gaswetten samen vormen de algemene gaswet:
𝑝 · 𝑉 = 𝑛 · 𝑅 · 𝑇
- 𝑝, de druk van het gas in Pa
- 𝑉, het volume van het gas in m3
- 𝑛, de hoeveelheid gas in mol
- 𝑅, de gasconstante in J mol-1 K-1
- 𝑇, de absolute temperatuur van het gas in K
Paragraaf 2, Microscopisch model van een gas
Microscopisch model
De grootheden van de algemene gaswet zijn eigenschappen van het gas als geheel. De
algemene gaswet is dus een macroscopische beschrijving van een gas maar verklaart niet
waarom hij zich zo gedraagt. Omdat de moleculen veel kleiner zijn dan je kunt zien noem je
dit een microscopisch model/deeltjesmodel. Je gebruikt dit om te redeneren wat de
meetbare macroscopische gevolgen zijn. Dit microscopische model wordt de kinetische
gastheorie genoemd en gaat uit van de volgende aannamen:
- Een gas bestaat uit zeer veel, zeer kleine deeltjes met een verwaarloosbare grootte
- Er is een bepaalde kans dat een deeltje met een bepaalde snelheid in een bepaalde
richting beweegt
- Als de deeltjes tegen de wand botsen, dan verliezen ze geen energie
- De deeltjes oefenen alleen een kracht op elkaar uit als ze botsen verder bewegen ze
vrij.
Een gas die hieraan voldoet is een ideaal gas.
Druk van een gas
Een deeltje dat tegen een wand botst verandert daardoor van richting en oefent een kleine
kracht uit op de wand. Omdat een gas uit veel kleine deeltjes bestaat gebeurt dit heel vaak
per seconde, microscopisch ervaar je dit als druk.
Temperatuur van een gas
De temperatuur van een gas wordt gedefinieerd op basis van de gemiddelde kinetische
energie (gemiddelde snelheid) van de deeltjes in het gas:
3
𝐸𝐾 = 2
· 𝑘𝐵 · 𝑇
Hoofdstuk 11, Stof- en materiaaleigenschappen
Paragraaf 1, Eigenschappen van gassen
Druk
De kracht per vierkante meter = druk, bereken je met:
𝐹
𝑝 = 𝐴
- 𝑝, de druk in Pa
- 𝐹, de kracht in N
- 𝐴, de oppervlakte in m2
Gas oefent in alle richtingen een gelijke druk uit. Als dat niet zo is zou het stromen naar de
lage druk net zo lang tot de druk weer gelijk is. Druk meet je in manometer.
Druk en volume
De druk van een gas hangt af van volume, temperatuur en de hoeveelheid van het gas. Om
het verband te onderzoeken steeds 1 grootheid variëren. Bij constante temperatuur en
hoeveelheid gas neemt druk toe als volume kleiner wordt = de wet van Boyle:
𝑝 · 𝑉 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡
- 𝑝, de druk van het gas in Pa
- 𝑉, het volume van het gas in m3
De constante hangt af van de temperatuur en de hoeveelheid gas. Druk en volume
omgekeerd evenredig.
Druk en temperatuur
Wanneer temperatuur alleen toeneemt en volume constant blijft neemt de druk van het gas
ook toe = de wet van Gay-Lussac:
𝑝
𝑇
= 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑎𝑛𝑡
- 𝑝, de druk van het gas in Pa
- 𝑇, de absolute temperatuur van het gas in K
Dit verband geldt alleen wanneer je de absolute temperatuur gebruikt in K. Voorwerpen
kunnen niet een lagere temp hebben dan 0 K, het absolute nulpunt. Bij deze temp is de druk
van het gas gelijk aan nul. Druk en temperatuur zijn recht evenredig.
, Druk en hoeveelheid gas
Bij constante temperatuur en volume is de druk recht evenredig met de hoeveelheid gas:
𝑝
𝑛
= 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡
- 𝑝, de druk van het gas in Pa
- 𝑛, de hoeveelheid gas in mol
De eenheid mol drukt de hoeveelheid deeltjes van een bepaalde stof uit. Het aantal deeltjes
per mol wordt gegeven door het getal van Avogadro N A.
De algemene gaswet
Die drie gaswetten samen vormen de algemene gaswet:
𝑝 · 𝑉 = 𝑛 · 𝑅 · 𝑇
- 𝑝, de druk van het gas in Pa
- 𝑉, het volume van het gas in m3
- 𝑛, de hoeveelheid gas in mol
- 𝑅, de gasconstante in J mol-1 K-1
- 𝑇, de absolute temperatuur van het gas in K
Paragraaf 2, Microscopisch model van een gas
Microscopisch model
De grootheden van de algemene gaswet zijn eigenschappen van het gas als geheel. De
algemene gaswet is dus een macroscopische beschrijving van een gas maar verklaart niet
waarom hij zich zo gedraagt. Omdat de moleculen veel kleiner zijn dan je kunt zien noem je
dit een microscopisch model/deeltjesmodel. Je gebruikt dit om te redeneren wat de
meetbare macroscopische gevolgen zijn. Dit microscopische model wordt de kinetische
gastheorie genoemd en gaat uit van de volgende aannamen:
- Een gas bestaat uit zeer veel, zeer kleine deeltjes met een verwaarloosbare grootte
- Er is een bepaalde kans dat een deeltje met een bepaalde snelheid in een bepaalde
richting beweegt
- Als de deeltjes tegen de wand botsen, dan verliezen ze geen energie
- De deeltjes oefenen alleen een kracht op elkaar uit als ze botsen verder bewegen ze
vrij.
Een gas die hieraan voldoet is een ideaal gas.
Druk van een gas
Een deeltje dat tegen een wand botst verandert daardoor van richting en oefent een kleine
kracht uit op de wand. Omdat een gas uit veel kleine deeltjes bestaat gebeurt dit heel vaak
per seconde, microscopisch ervaar je dit als druk.
Temperatuur van een gas
De temperatuur van een gas wordt gedefinieerd op basis van de gemiddelde kinetische
energie (gemiddelde snelheid) van de deeltjes in het gas:
3
𝐸𝐾 = 2
· 𝑘𝐵 · 𝑇
