H4 Eigenschappen van stoffen en materialen
§4.1 Optische eigenschappen
Chemische en fysische eigenschappen
Chemische eigenschappen hangen samen met processen waarbij nieuwe stoffen
ontstaan.
Fysische eigenschappen gaan over processen waarbij materialen wel veranderen, maar
er ontstaan geen nieuwe stoffen.
Optische eigenschappen
Veel eigenschappen hebben te maken met het gedrag van licht. Daarom heten deze
eigenschappen optische eigenschappen.
Als licht op een voorwerp valt kunnen er drie dingen gebeuren:
- Het licht kan worden weerkaatst, kan worden geabsorbeerd of kan worden doorgelaten en
gebroken.
Thermische eigenschappen
Thermische eigenschappen zijn: smeltpunt, kookpunt, lineaire uitzettingscoëfficiënt,
thermische geleidbaarheid en soortelijk warmte.
Molecuulmodel, inwendige energie, temperatuur en warmte
Stoffen zijn opgebouwd uit zeer kleine deeltjes, moleculen. Allerlei eigenschappen van
stoffen kun je verklaren met het molecuulmodel.
Moleculen zijn voortdurend in beweging en hebben daardoor kinetische energie.
Moleculen bezitten nog een tweede vorm van energie, namelijk potentiële energie.
Hoe groter de afstand, des te groter de potentiële energie. De som van kinetische en
potentiële energie noem je de inwendige energie van een stof.
De gemiddelde kinetische energie van de moleculen van een stof is de maat voor de
temperatuur. Neemt de gemiddelde kinetische energie toe, dan stijgt de temperatuur.
De hoeveelheid energie die wordt verplaatst noem je warmte. Het symbool van
warmte is Q met als eenheid J (joule).
Molecuulmodel en de fasen van een stof
Een stof kan in drie fasen of aggregatietoestanden voorkomen: de vaste fase, de vloeibare
fase, en de gasvormige fase.
Vaste fase: Moleculen trillen, ze blijven op hun plaats, ruimte klein en aantrekkende kracht
groot.
Vloeibare fase: Moleculen bewegen kriskras, geen eigen vorm, ruimte iets groter en kleinere
aantrekkende kracht maar nog steeds voelbaar.
Gasfase: Afstanden erg groot, geen aantrekkende kracht, grote bewegingsruimte en
verspreidt zich snel over beschikbare ruimte.
Faseovergangen
De verandering van fase heet een faseovergang. (zie figuur
hiernaast)
Opmerking: Niet alle stoffen kunnen in drie fasen
voorkomen.
, Temperatuurschaal
Is de kinetische energie nul, bewegen de moleculen niet meer. Het stilstaan van
moleculen gebeurt bij -273 °C. Dit heet het absolute nulpunt. Er is geen lagere
temperatuur meer.
De absolute temperatuurschaal begint bij het absolute nulpunt en heeft als eenheid
kelvin K.
De temperatuur in graden Celsius reken je om naar kelvin door er 273 bij op te tellen.
Geldt: T = t + 273
- T is de temperatuur in K. - t is de temperatuur in °C
§4.2 Transport van warmte
Warmtetransport
Warmte verplaatst zich van stoffen met een hoge temperatuur naar stoffen met een
lage temperatuur. Dit heet warmtetransport.
Er zijn drie vormen van warmtetransport: warmtegeleiding, warmtestroming en
warmtestraling.
Warmtegeleiding
Metaal is een goede warmtegeleider en hout een slechte. Een slechte warmtegeleider
noem je een isolator.
Warmtegeleiding gaat als volgt: Een voorwerp neemt warmte op. Hierdoor bewegen
moleculen harder en geven elke keer een deel van de kinetische energie door.
Dit gaat dan het hele voorwerp door en wordt het warm. Niet alle vaste stoffen zijn
goede warmtegeleiders. Vloeistoffen en gassen zijn slechte warmtegeleiders.
Warmtestroming
Als iets van onder wordt verwarmd, wordt het boven heet, maar als iets van boven
wordt verwarmd wordt de onderkant niet heet. Dit heet warmtestroming.
Warmtestroming gaat als volgt: Als bijvoorbeeld water opwarmt, trekt de warmte naar
boven. Dat heeft te maken dat de dichtheid kleiner is dan het koude water erboven.
Alles wordt opgewarmd en wordt warmer. Als het water bovenaan warm is, zakt die
warmte niet naar beneden en blijft het onderaan koud.
Warmtestraling
Als je het toch warm krijgt en er vindt geen warmtegeleiding of warmtestroming plaats
spreek je van warmtestraling.
Straling is vaak mogelijk, omdat er geen tussenstof nodig is. Als straling op een
voorwerp valt, absorbeert het voorwerp een gedeelte van de stralingsenergie.
Daardoor stijgt de temperatuur. Donkere voorwerpen absorberen straling beter dan
lichte voorwerpen.
§4.1 Optische eigenschappen
Chemische en fysische eigenschappen
Chemische eigenschappen hangen samen met processen waarbij nieuwe stoffen
ontstaan.
Fysische eigenschappen gaan over processen waarbij materialen wel veranderen, maar
er ontstaan geen nieuwe stoffen.
Optische eigenschappen
Veel eigenschappen hebben te maken met het gedrag van licht. Daarom heten deze
eigenschappen optische eigenschappen.
Als licht op een voorwerp valt kunnen er drie dingen gebeuren:
- Het licht kan worden weerkaatst, kan worden geabsorbeerd of kan worden doorgelaten en
gebroken.
Thermische eigenschappen
Thermische eigenschappen zijn: smeltpunt, kookpunt, lineaire uitzettingscoëfficiënt,
thermische geleidbaarheid en soortelijk warmte.
Molecuulmodel, inwendige energie, temperatuur en warmte
Stoffen zijn opgebouwd uit zeer kleine deeltjes, moleculen. Allerlei eigenschappen van
stoffen kun je verklaren met het molecuulmodel.
Moleculen zijn voortdurend in beweging en hebben daardoor kinetische energie.
Moleculen bezitten nog een tweede vorm van energie, namelijk potentiële energie.
Hoe groter de afstand, des te groter de potentiële energie. De som van kinetische en
potentiële energie noem je de inwendige energie van een stof.
De gemiddelde kinetische energie van de moleculen van een stof is de maat voor de
temperatuur. Neemt de gemiddelde kinetische energie toe, dan stijgt de temperatuur.
De hoeveelheid energie die wordt verplaatst noem je warmte. Het symbool van
warmte is Q met als eenheid J (joule).
Molecuulmodel en de fasen van een stof
Een stof kan in drie fasen of aggregatietoestanden voorkomen: de vaste fase, de vloeibare
fase, en de gasvormige fase.
Vaste fase: Moleculen trillen, ze blijven op hun plaats, ruimte klein en aantrekkende kracht
groot.
Vloeibare fase: Moleculen bewegen kriskras, geen eigen vorm, ruimte iets groter en kleinere
aantrekkende kracht maar nog steeds voelbaar.
Gasfase: Afstanden erg groot, geen aantrekkende kracht, grote bewegingsruimte en
verspreidt zich snel over beschikbare ruimte.
Faseovergangen
De verandering van fase heet een faseovergang. (zie figuur
hiernaast)
Opmerking: Niet alle stoffen kunnen in drie fasen
voorkomen.
, Temperatuurschaal
Is de kinetische energie nul, bewegen de moleculen niet meer. Het stilstaan van
moleculen gebeurt bij -273 °C. Dit heet het absolute nulpunt. Er is geen lagere
temperatuur meer.
De absolute temperatuurschaal begint bij het absolute nulpunt en heeft als eenheid
kelvin K.
De temperatuur in graden Celsius reken je om naar kelvin door er 273 bij op te tellen.
Geldt: T = t + 273
- T is de temperatuur in K. - t is de temperatuur in °C
§4.2 Transport van warmte
Warmtetransport
Warmte verplaatst zich van stoffen met een hoge temperatuur naar stoffen met een
lage temperatuur. Dit heet warmtetransport.
Er zijn drie vormen van warmtetransport: warmtegeleiding, warmtestroming en
warmtestraling.
Warmtegeleiding
Metaal is een goede warmtegeleider en hout een slechte. Een slechte warmtegeleider
noem je een isolator.
Warmtegeleiding gaat als volgt: Een voorwerp neemt warmte op. Hierdoor bewegen
moleculen harder en geven elke keer een deel van de kinetische energie door.
Dit gaat dan het hele voorwerp door en wordt het warm. Niet alle vaste stoffen zijn
goede warmtegeleiders. Vloeistoffen en gassen zijn slechte warmtegeleiders.
Warmtestroming
Als iets van onder wordt verwarmd, wordt het boven heet, maar als iets van boven
wordt verwarmd wordt de onderkant niet heet. Dit heet warmtestroming.
Warmtestroming gaat als volgt: Als bijvoorbeeld water opwarmt, trekt de warmte naar
boven. Dat heeft te maken dat de dichtheid kleiner is dan het koude water erboven.
Alles wordt opgewarmd en wordt warmer. Als het water bovenaan warm is, zakt die
warmte niet naar beneden en blijft het onderaan koud.
Warmtestraling
Als je het toch warm krijgt en er vindt geen warmtegeleiding of warmtestroming plaats
spreek je van warmtestraling.
Straling is vaak mogelijk, omdat er geen tussenstof nodig is. Als straling op een
voorwerp valt, absorbeert het voorwerp een gedeelte van de stralingsenergie.
Daardoor stijgt de temperatuur. Donkere voorwerpen absorberen straling beter dan
lichte voorwerpen.
