Techniek samenvatting
Hoofdstuk 7: Materiaaleigenschappen en natuurkundige
verschijnselen
7.1 De ontwikkeling van wetenschap en technologie
Al 2.250 jaar geleden dachten de Grieken na over hoe de wereld werkt.
Democritus introduceerde toen het idee van het atoom (Grieks voor
‘ondeelbaar’). Wetenschap helpt ons de wereld te begrijpen en die kennis
gebruiken we om nieuwe technologie en producten te ontwikkelen.
7.2 Stoffen om ons heen
Alles wat massa heeft en ruimte inneemt noemen we materie. Materie
kan voorkomen in drie fasen: vast, vloeibaar en gas. In vaste stoffen zijn
moleculen sterk aangetrokken tot elkaar en daardoor vormvast, terwijl ze
in vloeistof meer bewegen en in gas vrij bewegen. Zo bevat de lucht onder
andere stikstof (N₂), zuurstof (O₂) en waterdamp (H₂O). Een molecuul is het
kleinste deel van die stof die nog alle eigenschappen van de stof heeft.
Watermoleculen zijn weer opgebouwd uit twee atomen waterstof (H) en
één atoom zuurstof (O). Die drie atomen vormen samen één molecuul:
water. Moleculen zijn opgebouwd uit atomen, en atomen
uit protonen, neutronen en elektronen. Protonen zijn positief geladen
en neutronen negatief. Protonen en neutronen zitten verder van de kern
en kunnen daardoor gemakkelijk overspringen naar een andere atoom. Dit
speelt een belangrijke rol bij geleiding.
Van groot naar klein: molecuul > atoom > protonen, neutronen en
elektronen
, Een faseovergang kost energie: bij smelten gaat vast naar vloeibaar,
bij verdampen naar gas. Het kookpunt en smeltpunt hangen af van de
druk. Rechtstreeks van vast naar gas heet sublimeren of vervluchtigen,
van gas naar vast heet rijpen. Denk aan rijp op bladeren. Water bereikt
rond 4 graden Celsius zijn maximale dichtheid.
Dichtheid (p) = massa (m): volume (v)
Bij faseovergangen verandert ook de dichtheid: die neemt af van vast →
vloeibaar → gas. Omdat olie een lagere dichtheid heeft dan water, drijft
het erop. Drijven wordt ook mogelijk door opwaartse kracht, zoals bij
een boot. Aan het oppervlak van water zorgt de sterke aantrekkingskracht
tussen moleculen voor oppervlaktespanning, waardoor het oppervlak
moeilijk te doorbreken is.
Een mengsel kan op verschillende manieren voorkomen. In
een oplossing (zoals suiker in water) zijn stoffen volledig opgelost. Bij
een suspensie (zoals zand in water) kan de vaste stof gaan bezinken,
waarna je de vloeistof kunt afschenken of met een koffiefilter
kunt filteren. Een emulsie bestaat uit twee vloeistoffen die niet mengen,
zoals olie en water; met een emulgator (bijv. eigeel) kun je ze toch
gemengd houden. Er bestaan verschillende scheidingstechnieken: bij
een zoutoplossing kun je het water indampen zodat het zout overblijft, en
door centrifugeren (zoals bij melk of bloed) worden zwaardere en lichtere
bestanddelen gescheiden.
7.3 Geluid en licht
Lucht bestaat uit verschillende gassen, voornamelijk stikstof (N₂), zuurstof
(O₂) en een kleine hoeveelheid andere gassen zoals argon en
koolstofdioxide, plus waterdamp. Omdat lucht massa heeft, oefent het een
kracht uit op alles om ons heen: dat noemen we luchtdruk. Op zeeniveau
is de luchtdruk gemiddeld ongeveer 1013 hPa (hectopascal).
De luchtdruk neemt af naarmate je hoger komt (bijvoorbeeld in de bergen
of in een vliegtuig). Je kunt luchtdruk meten met een barometer.
Veranderingen in luchtdruk spelen ook een grote rol bij het weer: een
hoge druk geeft vaak rustig, zonnig weer en een lage druk juist onstabiel,
regenachtig weer.
Soms wordt geluid men even te veel. Dat noemen we geluidshinder. We
horen geluid doordat onze oren geluidsgolven van een geluidsbron
opvangen en omzetten in elektrische signalen voor de hersenen. Geluid is
een drukgolf: je hoort geluid doordat deeltjes in de lucht samengeperst
worden. Om geluid te kunnen horen heb je dus moleculen (tussenstof of
medium) nodig die geluidstrillingen doorgeven. Elke keer dat
moleculen op elkaar botsen en de geluidstrilling doorgegeven wordt, gaat
er een klein beetje energie verloren.
Hoofdstuk 7: Materiaaleigenschappen en natuurkundige
verschijnselen
7.1 De ontwikkeling van wetenschap en technologie
Al 2.250 jaar geleden dachten de Grieken na over hoe de wereld werkt.
Democritus introduceerde toen het idee van het atoom (Grieks voor
‘ondeelbaar’). Wetenschap helpt ons de wereld te begrijpen en die kennis
gebruiken we om nieuwe technologie en producten te ontwikkelen.
7.2 Stoffen om ons heen
Alles wat massa heeft en ruimte inneemt noemen we materie. Materie
kan voorkomen in drie fasen: vast, vloeibaar en gas. In vaste stoffen zijn
moleculen sterk aangetrokken tot elkaar en daardoor vormvast, terwijl ze
in vloeistof meer bewegen en in gas vrij bewegen. Zo bevat de lucht onder
andere stikstof (N₂), zuurstof (O₂) en waterdamp (H₂O). Een molecuul is het
kleinste deel van die stof die nog alle eigenschappen van de stof heeft.
Watermoleculen zijn weer opgebouwd uit twee atomen waterstof (H) en
één atoom zuurstof (O). Die drie atomen vormen samen één molecuul:
water. Moleculen zijn opgebouwd uit atomen, en atomen
uit protonen, neutronen en elektronen. Protonen zijn positief geladen
en neutronen negatief. Protonen en neutronen zitten verder van de kern
en kunnen daardoor gemakkelijk overspringen naar een andere atoom. Dit
speelt een belangrijke rol bij geleiding.
Van groot naar klein: molecuul > atoom > protonen, neutronen en
elektronen
, Een faseovergang kost energie: bij smelten gaat vast naar vloeibaar,
bij verdampen naar gas. Het kookpunt en smeltpunt hangen af van de
druk. Rechtstreeks van vast naar gas heet sublimeren of vervluchtigen,
van gas naar vast heet rijpen. Denk aan rijp op bladeren. Water bereikt
rond 4 graden Celsius zijn maximale dichtheid.
Dichtheid (p) = massa (m): volume (v)
Bij faseovergangen verandert ook de dichtheid: die neemt af van vast →
vloeibaar → gas. Omdat olie een lagere dichtheid heeft dan water, drijft
het erop. Drijven wordt ook mogelijk door opwaartse kracht, zoals bij
een boot. Aan het oppervlak van water zorgt de sterke aantrekkingskracht
tussen moleculen voor oppervlaktespanning, waardoor het oppervlak
moeilijk te doorbreken is.
Een mengsel kan op verschillende manieren voorkomen. In
een oplossing (zoals suiker in water) zijn stoffen volledig opgelost. Bij
een suspensie (zoals zand in water) kan de vaste stof gaan bezinken,
waarna je de vloeistof kunt afschenken of met een koffiefilter
kunt filteren. Een emulsie bestaat uit twee vloeistoffen die niet mengen,
zoals olie en water; met een emulgator (bijv. eigeel) kun je ze toch
gemengd houden. Er bestaan verschillende scheidingstechnieken: bij
een zoutoplossing kun je het water indampen zodat het zout overblijft, en
door centrifugeren (zoals bij melk of bloed) worden zwaardere en lichtere
bestanddelen gescheiden.
7.3 Geluid en licht
Lucht bestaat uit verschillende gassen, voornamelijk stikstof (N₂), zuurstof
(O₂) en een kleine hoeveelheid andere gassen zoals argon en
koolstofdioxide, plus waterdamp. Omdat lucht massa heeft, oefent het een
kracht uit op alles om ons heen: dat noemen we luchtdruk. Op zeeniveau
is de luchtdruk gemiddeld ongeveer 1013 hPa (hectopascal).
De luchtdruk neemt af naarmate je hoger komt (bijvoorbeeld in de bergen
of in een vliegtuig). Je kunt luchtdruk meten met een barometer.
Veranderingen in luchtdruk spelen ook een grote rol bij het weer: een
hoge druk geeft vaak rustig, zonnig weer en een lage druk juist onstabiel,
regenachtig weer.
Soms wordt geluid men even te veel. Dat noemen we geluidshinder. We
horen geluid doordat onze oren geluidsgolven van een geluidsbron
opvangen en omzetten in elektrische signalen voor de hersenen. Geluid is
een drukgolf: je hoort geluid doordat deeltjes in de lucht samengeperst
worden. Om geluid te kunnen horen heb je dus moleculen (tussenstof of
medium) nodig die geluidstrillingen doorgeven. Elke keer dat
moleculen op elkaar botsen en de geluidstrilling doorgegeven wordt, gaat
er een klein beetje energie verloren.
