H 7 materialen
§ 7.1 stofeigenschappen
Bouwstenen van stoffen
Stoffen bestaan uit moleculen. De moleculen van een stof bepalen de stofeigenschappen. Een zuivere
stof bestaat uit 1 soort molecuul.
Een stof die uit verschillende soorten moleculen bestaat, heet een mengsel.
Moleculen vertonen de volgende eigenschappen:
Moleculen zijn erg klein.
Moleculen zijn altijd in beweging en kunnen tegen elkaar botsen.
Moleculen bewegen sneller als de temperatuur hoger is.
Moleculen trekken elkaar aan als ze dichtbij elkaar zitten.
Er zit niets tussen moleculen.
Atomen zijn nog kleiner dan moleculen. Moleculen zijn opgebouwd uit 2 of meer atomen. Atomen
zijn de bouwstoffen van moleculen. Een atoomsoort heet ook wel een element.
Dichtheid
De dichtheid geeft aan hoeveel massa van een stof in een bepaald volume zit.
De dichtheid van een stof kun je
berekenden met:
Met:
ρ: de dichtheid in gram per kubieke centimeter (g/cm^3).
m: de massa in gram (g).
V: het volume in kubieke centimeter (cm^3).
Dichtheid is een stofeigenschap. De dichtheid van een stof is niet bij elke omstandigheden gelijk.
Zinken, zweven en drijven
Als de dichtheid van een voorwerp kleiner is dan die van water drijft dit voorwerp. Is de dichtheid
groter dan die van water dan zinkt het voorwerp. Is de dichtheid gelijk dan zweeft het voorwerp in
water. De verhouding tussen dichtheden wordt de relatieve dichtheid genoemd. De relatieve
dichtheid is de verhouding van dichtheden van een stof en de stof waarin het voorwerp zich bevind.
§ 7.2 warmte
Warmte en temperatuur
Warmte en temperatuur zijn verschillende grootheden.
De temperatuur is een maat voor de snelheid van de moleculen: hoe hoger de temperatuur, hoe sneller
de moleculen bewegen. Ze hebben dan meer bewegingsenergie. Als een vloeistof(met relatief sterke
bindingen) verdampt (als gas met een veel zwakkere binding: afstand tot moleculen groter), betekend
dit dat de bindingen tussen moleculen moeten bij een faseovergang worden verbroken.
, Warmte is een vorm van energie: De SI-eenheid van warmte is Joule (J). Om de temperatuur te
verhogen moet je dus energie toevoeren. Die toegevoerde energie heet warmte.
Verwarmen en soortelijke warmte
De hoeveelheid warmte die je aan een stof moet toevoeren om de temperatuur te laten stijgen hangt af
van de massa van de te verwarmen stof, van de temperatuurverandering en van de soortelijke
warmte. De soortelijke warmte is de warmte die nodig is om 1 g van een stof 1 graden Celsius in
temperatuur te laten stijgen. Voor de hoeveelheid warmte die je nodig hebt, geldt:
Q= c x m x ∆T
Met:
Q: de warmte in joule (J).
c: de soortelijke warmte in joule per gram per graad Celsius (J/(g x °C)).
m: de massa in gram (g).
∆T: (∆T= Teind- Tbegin) de temperatuurverandering in graden Celsius (°C).
De soortelijke warmte is een stofeigenschap.
Afkoelen
De hoeveelheid warmte die een stof afgeeft bij het afkoelen bereken je met dezelfde formule als de
formule voor het opwarmen. De temperatuurverandering is dan negatief. De eindtemperatuur is lager
dan de begintemperatuur. Dit betekent dat de warmte die je berekent negatief is. Een negatieve Q
betekent dat er warmte vrijkomt, een positieve betekent dat er warmte is toegevoegd.
Warmte-uitwisseling
Zodra 2 stoffen met verschillende temperaturen bij elkaar komen, wisselen ze warmte met elkaar uit
totdat hun temperatuur hetzelfde is. De (negatieve) warmte die de ene stof afstaat, is gelijk aan de
(positieve) warmte de andere stof opneemt.
Bij warmte-uitwisseling geldt: Qopwarmen = - Qafkoelen
Met:
Q: de warmte in joule (J).
Pagina-einde
§7.3 warmtegeleiding
Er zijn 3 manieren waarop warmte kan worden getransporteerd:
Geleiding
Stroming
Straling
Als warmte van de ene plaats in een vaste stof of vloeistof wordt doorgegeven aan een andere plaats,
noem je dat geleiding. Op een plek met een hogere temp. bewegen moleculen sneller. Deze moleculen
zorgen ervoor dat de moleculen ernaast sneller gaan trillen. Hierdoor verspreidt de warmte zich. Er is
sprake van stroming als het transport van warmte samengaat met het stromen van een gas of
vloeistof.
Warmtestraling. De hoeveelheid straling (infrarood straling in de vorm van warmte) is groter
naarmate het voorwerp een hogere temperatuur heeft en dus meer straling afgeeft. Voor straling is
geen tussenstof nodig. Tussen zon en aarde bevindt zich niets en toch komt de warmtestraling naar de
aarde.
§ 7.1 stofeigenschappen
Bouwstenen van stoffen
Stoffen bestaan uit moleculen. De moleculen van een stof bepalen de stofeigenschappen. Een zuivere
stof bestaat uit 1 soort molecuul.
Een stof die uit verschillende soorten moleculen bestaat, heet een mengsel.
Moleculen vertonen de volgende eigenschappen:
Moleculen zijn erg klein.
Moleculen zijn altijd in beweging en kunnen tegen elkaar botsen.
Moleculen bewegen sneller als de temperatuur hoger is.
Moleculen trekken elkaar aan als ze dichtbij elkaar zitten.
Er zit niets tussen moleculen.
Atomen zijn nog kleiner dan moleculen. Moleculen zijn opgebouwd uit 2 of meer atomen. Atomen
zijn de bouwstoffen van moleculen. Een atoomsoort heet ook wel een element.
Dichtheid
De dichtheid geeft aan hoeveel massa van een stof in een bepaald volume zit.
De dichtheid van een stof kun je
berekenden met:
Met:
ρ: de dichtheid in gram per kubieke centimeter (g/cm^3).
m: de massa in gram (g).
V: het volume in kubieke centimeter (cm^3).
Dichtheid is een stofeigenschap. De dichtheid van een stof is niet bij elke omstandigheden gelijk.
Zinken, zweven en drijven
Als de dichtheid van een voorwerp kleiner is dan die van water drijft dit voorwerp. Is de dichtheid
groter dan die van water dan zinkt het voorwerp. Is de dichtheid gelijk dan zweeft het voorwerp in
water. De verhouding tussen dichtheden wordt de relatieve dichtheid genoemd. De relatieve
dichtheid is de verhouding van dichtheden van een stof en de stof waarin het voorwerp zich bevind.
§ 7.2 warmte
Warmte en temperatuur
Warmte en temperatuur zijn verschillende grootheden.
De temperatuur is een maat voor de snelheid van de moleculen: hoe hoger de temperatuur, hoe sneller
de moleculen bewegen. Ze hebben dan meer bewegingsenergie. Als een vloeistof(met relatief sterke
bindingen) verdampt (als gas met een veel zwakkere binding: afstand tot moleculen groter), betekend
dit dat de bindingen tussen moleculen moeten bij een faseovergang worden verbroken.
, Warmte is een vorm van energie: De SI-eenheid van warmte is Joule (J). Om de temperatuur te
verhogen moet je dus energie toevoeren. Die toegevoerde energie heet warmte.
Verwarmen en soortelijke warmte
De hoeveelheid warmte die je aan een stof moet toevoeren om de temperatuur te laten stijgen hangt af
van de massa van de te verwarmen stof, van de temperatuurverandering en van de soortelijke
warmte. De soortelijke warmte is de warmte die nodig is om 1 g van een stof 1 graden Celsius in
temperatuur te laten stijgen. Voor de hoeveelheid warmte die je nodig hebt, geldt:
Q= c x m x ∆T
Met:
Q: de warmte in joule (J).
c: de soortelijke warmte in joule per gram per graad Celsius (J/(g x °C)).
m: de massa in gram (g).
∆T: (∆T= Teind- Tbegin) de temperatuurverandering in graden Celsius (°C).
De soortelijke warmte is een stofeigenschap.
Afkoelen
De hoeveelheid warmte die een stof afgeeft bij het afkoelen bereken je met dezelfde formule als de
formule voor het opwarmen. De temperatuurverandering is dan negatief. De eindtemperatuur is lager
dan de begintemperatuur. Dit betekent dat de warmte die je berekent negatief is. Een negatieve Q
betekent dat er warmte vrijkomt, een positieve betekent dat er warmte is toegevoegd.
Warmte-uitwisseling
Zodra 2 stoffen met verschillende temperaturen bij elkaar komen, wisselen ze warmte met elkaar uit
totdat hun temperatuur hetzelfde is. De (negatieve) warmte die de ene stof afstaat, is gelijk aan de
(positieve) warmte de andere stof opneemt.
Bij warmte-uitwisseling geldt: Qopwarmen = - Qafkoelen
Met:
Q: de warmte in joule (J).
Pagina-einde
§7.3 warmtegeleiding
Er zijn 3 manieren waarop warmte kan worden getransporteerd:
Geleiding
Stroming
Straling
Als warmte van de ene plaats in een vaste stof of vloeistof wordt doorgegeven aan een andere plaats,
noem je dat geleiding. Op een plek met een hogere temp. bewegen moleculen sneller. Deze moleculen
zorgen ervoor dat de moleculen ernaast sneller gaan trillen. Hierdoor verspreidt de warmte zich. Er is
sprake van stroming als het transport van warmte samengaat met het stromen van een gas of
vloeistof.
Warmtestraling. De hoeveelheid straling (infrarood straling in de vorm van warmte) is groter
naarmate het voorwerp een hogere temperatuur heeft en dus meer straling afgeeft. Voor straling is
geen tussenstof nodig. Tussen zon en aarde bevindt zich niets en toch komt de warmtestraling naar de
aarde.
