NATUURKUNDE
Hoofdstuk 7
Paragraaf 1
Moleculen bestaan uit 2 of meer atomen. Niet alle stofen bestaan uit
moleculen, in metalen zitten atomen in een atoomrooster en in zouten ionen in
een ionrooster.
Een zuivere stof bestaat uit moleculen van 1 soort (zuiver water).
In de natuur vindt je bijna alleen maar mengsels (zeewater).
Een materiaal is een stof of een mengsel van stofen, je gebruikt het voor een
toepassing.
De meeste stofen kunnen in 3 fasen voorkomen' vast, vloeibaar en gasvormig. ee
kan de gegevens van stofen vind je in Binas 8-12. Vaste stofen kan je indelen in
metalen, legeringen of alliages (mengsels van metalen) en andere vaste stofen.
De belangrijkste eigenschappen van het molecuulmodel zijn'
- De intermoleculaire ruimte; de ruimte tussen moleculen. In een stof
met grote dichtheid is deze klein.
- Beweging; hoe hogere temperatuur, hoe grotere snelheid.
- Vanderwaalskrachten; moleculen trekken elkaar aan, hoe grotere
afstand tussen de moleculen, hoe kleiner deze kracht is.
Met dit model kunnen de meeste stofeigenschappen verklaart worden. ee kan
bijv de macroscopische (makkelijk meetbare) eigenschap; dichtheid,
microscopisch verklaren. Bij micro-macroscopischebeschouwingen koppel
je eigenschappen van moleculen van de stof (micro), bijv
massa/aantrekkingskracht/afstand, aan meetbare stofeigenschappen (macro),
zoals dichtheid.
In een vaste stof is de ruimte tussen de
moleculen klein, dus de aantrekkingskracht
groot. Elk molecuul zit op een vaste plek en
beweegt om een evenwichtsstand heen en
weer. Een vaste stof heeft daarom een vaste
vorm en een vast volume. Hardheid en
onsamendrukbaarheid zijn karakteristiek
voor vaste stofen.
In een vloeistof hebben de moleculen geen
vaste plaats; ze bewegen door elkaar. De
aantrekkende krachten zijn kleiner dan in
een vaste stof. De molecule in een vloeistof
houden elkaar nog wel vast. Een vloeistof
heeft wel een vast volume en is dus niet of
nauwelijks samendrukbaar.
, In een gas zitten de moleculen ver uit elkaar en ze oefenen daarom
nauwelijks kracht uit op elkaar. Ze bewegen snel door elkaar. Gassen hebben
dus geen vaste vorm en geen vast volume' ze zijn gemakkelijk samen te
drukken.
Een kenmerkende stofeigenschap is de dichtheid, ρ = m / V.
Blijkbaar hebben de stofen met grote dichtheid ook zware atomen. uussen de
gemiddelde atoommassa en de dichtheid is geen verband dat makkelijk in een
formule kan worden uitgedrukt, maar globaal geldt; hoe groter de atoommassa,
oe groter de dichtheid.
Als een stof warmer wordt, zet hij uit. Doordat de moleculen steeds sneller
bewegen, duwen ze elkaar steeds verder uit elkaar en neem de intermoleculaire
ruimte toe. De uitzettingscoëfciënt is een stofeigenschap en geeft aan
hoeveel de stof relatief uitzet per graad temperatuurstijging. Voor vaste stofen
vindt je in Binas 8-10 de lineaire uitzettingscoëfciënt. Die geeft aan hoeveel
de lengte – maar ook de breedte en hoogte - van een voorwerp van dit materiaal
relatief toeneemt per graad temperatuurstijging.
Omdat vloeistofen en gassen niet vormvast zijn, spreek je niet over lineaire
uitzetting. In Binas 11 vind je daarom de kubieke uitzettingscoëfciënt' de
mate waarin het volume relatief per graad temperatuurstijging toeneemt. Water
is bijzonder, want deze krimpt bij opwarming, en ijs heeft een kleinere dichtheid
dan water.
Bijvoorbeeld'
Spoorrails zijn gemaakt van gietijzer en zijn 22 m lang. Tussen 2 rails moet
ruimte overgelaten blijven, om te voorkomen dat ze bij uitzetting door
hitte elkaar raken.
Stel dat de rails bij 10 ͦC wordt gelegd. Bereken hoeveel tussenruimte er minimaal moet
zijn om bij 50 ͦC geen problemen te krijgen.
- Binas 9 staat de lineaire uitzettingscoëfciënt van gietijzer: 11◦10-6
K-1. Een staaf van 22 m zet bij 40 K temperatuurstijging dus: 22 x 40
x 11◦10-6 = 9,7 mm uit. Zoveel ruimte moet er dus
minimaal tussen.
Beredeneer hoeveel % de dichtheid van gietijzer bij 50 ͦC verschilt van die
bij 10 ͦC.
- De lengte, breedte en hoogte nemen relatief met 40 x 11◦10 -6 =
0,44◦10-3 toe.
Het volume wordt dus 1,000443 = 1,00132 keer zo groot. De massa
blijft gelijk, volgens ρ = m / V wordt de dichtheid 1,00132 keer zo
klein en neemt dus met 0,13% af.
Hoofdstuk 7
Paragraaf 1
Moleculen bestaan uit 2 of meer atomen. Niet alle stofen bestaan uit
moleculen, in metalen zitten atomen in een atoomrooster en in zouten ionen in
een ionrooster.
Een zuivere stof bestaat uit moleculen van 1 soort (zuiver water).
In de natuur vindt je bijna alleen maar mengsels (zeewater).
Een materiaal is een stof of een mengsel van stofen, je gebruikt het voor een
toepassing.
De meeste stofen kunnen in 3 fasen voorkomen' vast, vloeibaar en gasvormig. ee
kan de gegevens van stofen vind je in Binas 8-12. Vaste stofen kan je indelen in
metalen, legeringen of alliages (mengsels van metalen) en andere vaste stofen.
De belangrijkste eigenschappen van het molecuulmodel zijn'
- De intermoleculaire ruimte; de ruimte tussen moleculen. In een stof
met grote dichtheid is deze klein.
- Beweging; hoe hogere temperatuur, hoe grotere snelheid.
- Vanderwaalskrachten; moleculen trekken elkaar aan, hoe grotere
afstand tussen de moleculen, hoe kleiner deze kracht is.
Met dit model kunnen de meeste stofeigenschappen verklaart worden. ee kan
bijv de macroscopische (makkelijk meetbare) eigenschap; dichtheid,
microscopisch verklaren. Bij micro-macroscopischebeschouwingen koppel
je eigenschappen van moleculen van de stof (micro), bijv
massa/aantrekkingskracht/afstand, aan meetbare stofeigenschappen (macro),
zoals dichtheid.
In een vaste stof is de ruimte tussen de
moleculen klein, dus de aantrekkingskracht
groot. Elk molecuul zit op een vaste plek en
beweegt om een evenwichtsstand heen en
weer. Een vaste stof heeft daarom een vaste
vorm en een vast volume. Hardheid en
onsamendrukbaarheid zijn karakteristiek
voor vaste stofen.
In een vloeistof hebben de moleculen geen
vaste plaats; ze bewegen door elkaar. De
aantrekkende krachten zijn kleiner dan in
een vaste stof. De molecule in een vloeistof
houden elkaar nog wel vast. Een vloeistof
heeft wel een vast volume en is dus niet of
nauwelijks samendrukbaar.
, In een gas zitten de moleculen ver uit elkaar en ze oefenen daarom
nauwelijks kracht uit op elkaar. Ze bewegen snel door elkaar. Gassen hebben
dus geen vaste vorm en geen vast volume' ze zijn gemakkelijk samen te
drukken.
Een kenmerkende stofeigenschap is de dichtheid, ρ = m / V.
Blijkbaar hebben de stofen met grote dichtheid ook zware atomen. uussen de
gemiddelde atoommassa en de dichtheid is geen verband dat makkelijk in een
formule kan worden uitgedrukt, maar globaal geldt; hoe groter de atoommassa,
oe groter de dichtheid.
Als een stof warmer wordt, zet hij uit. Doordat de moleculen steeds sneller
bewegen, duwen ze elkaar steeds verder uit elkaar en neem de intermoleculaire
ruimte toe. De uitzettingscoëfciënt is een stofeigenschap en geeft aan
hoeveel de stof relatief uitzet per graad temperatuurstijging. Voor vaste stofen
vindt je in Binas 8-10 de lineaire uitzettingscoëfciënt. Die geeft aan hoeveel
de lengte – maar ook de breedte en hoogte - van een voorwerp van dit materiaal
relatief toeneemt per graad temperatuurstijging.
Omdat vloeistofen en gassen niet vormvast zijn, spreek je niet over lineaire
uitzetting. In Binas 11 vind je daarom de kubieke uitzettingscoëfciënt' de
mate waarin het volume relatief per graad temperatuurstijging toeneemt. Water
is bijzonder, want deze krimpt bij opwarming, en ijs heeft een kleinere dichtheid
dan water.
Bijvoorbeeld'
Spoorrails zijn gemaakt van gietijzer en zijn 22 m lang. Tussen 2 rails moet
ruimte overgelaten blijven, om te voorkomen dat ze bij uitzetting door
hitte elkaar raken.
Stel dat de rails bij 10 ͦC wordt gelegd. Bereken hoeveel tussenruimte er minimaal moet
zijn om bij 50 ͦC geen problemen te krijgen.
- Binas 9 staat de lineaire uitzettingscoëfciënt van gietijzer: 11◦10-6
K-1. Een staaf van 22 m zet bij 40 K temperatuurstijging dus: 22 x 40
x 11◦10-6 = 9,7 mm uit. Zoveel ruimte moet er dus
minimaal tussen.
Beredeneer hoeveel % de dichtheid van gietijzer bij 50 ͦC verschilt van die
bij 10 ͦC.
- De lengte, breedte en hoogte nemen relatief met 40 x 11◦10 -6 =
0,44◦10-3 toe.
Het volume wordt dus 1,000443 = 1,00132 keer zo groot. De massa
blijft gelijk, volgens ρ = m / V wordt de dichtheid 1,00132 keer zo
klein en neemt dus met 0,13% af.
