Samenvatting NASK Hoofdstuk 6 Paragraaf 6.1 “deeltjes, water, ijs en lucht” Wolken en mist Wolken zijn kleine zwevende waterdruppeltjes. In donkere wolken zijn de druppels zo groot dat de druppels naar beneden vallen. Wolken ontstaan door verdamping. Er ontstaat waterdamp en die stijgt op. Koude lucht kan minder waterdamp bevatten dan warme lucht. Zo ontstaan druppels en zo ontstaan wolken. Bij vliegtuigen ontstaan er bij heldere lucht witte strepen. Dat komt door de uitlaatgassen van vliegtuigen die waterdamp bevatten. Uit de waterdamp van de vliegtuigen ontstaan er ijskristallen. Meestal verdwijnen die strepen snel. Kristallen worden weer waterdamp. Sneeuw, hagel en ijzel Waterdamp in een wolk kan sneeuw worden. Waterdamp bevriest zonder vloeibaar te worden. Dan ontstaan ijskristallen die langzaam sneeuwvlokken worden. Hoge gitzwarte wolken in de zomer zijn onweer en hagel in de tocht. Die wolken bevatten waterdruppels, maar de temp. zit rond het vriespunt. Een sneeuwvlok die door de wolk naar beneden valt, verzamelt druppels die meteen ijs worden. Zo ontstaan er hagelstenen. IJzel ontstaat door regen op een bevroren grond. Er ontstaat een gladde laag. Vast, vloeibaar en gas Water is een vloeibare stof. Waterdamp is een gas. IJs is een vaste stof. IJs, water en waterdamp zijn vaste, vloeibare en gasvormige fase van water. vloeibaar rijpen vaste stof gas sublimeren Moleculen en atomen Een vaste stof zit vast. Een vloeistof kan zich moeiteloos bewegen. En gas zweeft door de ruimte. Daar is een verklaring voor. Alle stoffen bestaan uit kleine deeltjes: moleculen. Moleculen kun je alleen met een sterkte microscoop zien. De bolletjes in een molecuul zijn de atomen. Een watermolecuul bestaat uit een zuurstofatoom en twee waterstofatomen. H staat voor waterstof en de O voor zuurstof. Dus de formule H2O komt daar vandaan. Eigenschappen van moleculen Moleculen verschillen in grootte maar zijn nooit met het blote oog te zien. Ze verschillen in massa Trekken elkaar aan Ze bewegen altijd. Je kunt de eigenschappen van iets bepalen door de moleculen Vaste stoffen, vloeistoffen en gassen Waterdruppels blijven bij elkaar doordat de moleculen elkaar aantrekken. Ze bewegen wel door elkaar omdat het een vloeistof is. Als een druppel afkoelt gaat het steeds slomer bewegen. Bij 0 graden staan de moleculen stil. Het is een vaste stof geworden. Bij gas bewegen de moleculen zo snel dat ze verspreid door de kamer zijn. Ze trekken elkaar niet meer aan. Bij het verdampen van de vloeistoffen krijgen moleculen aan het oppervlak genoeg snelheid om los te komen. Bij gas bewegen de moleculen sneller dan 1000 km/h. Moleculen bewegen in gas altijd. Paragraaf 6.2 “Zwaar en Licht” Dichtheid Om te kunnen vergelijken hoe zwaar de stoffen zijn, is het begrip dichtheid ingevoerd. De dichtheid van de stof is de massa die een blok van 1 cm3 heeft. De massa van ijzer is 7,86 g. piepschuim heeft een massa van 0,025 g. Stoffen met een hoge dichtheid hebben zware atomen. Drijven en zinken Of een voorwerp blijft drijven hangt af van de dichtheid van beide stoffen. Is de dichtheid van het voorwerp lager, dan blijft die drijven. Mensen hebben een dichtheid die net iets hoger is dan die van water. Omdat ze voornamelijk uit water bestaan. Als je lucht in je longen hebt, blijf je drijven. Anders zink je. De dichtheid van olie is het allerlaagst. Zweven Een goudvis zinkt niet, maar blijft ook niet drijven. De goudvis zweeft, als een voorwerp zweeft is de dichtheid van de vloeistof en van het voorwerp precies gelijk. Zweven in de lucht Een heliumballon stijgt totdat de dichtheid van de helium gelijk is aan die van de lucht. De dichtheid van de lucht is 0,0012 g/cm3. Omdat gas licht is druk je het uit in gram per kubieke centimeter. De dichtheid van de licht word groter, naarmate je hoger in de lucht gaat. Warme lucht heeft een lagere dichtheid dan koude lucht. De dichtheid van zout water Door zout heeft zeewater een hogere dichtheid dan zoet water. Schepen die van een zee naar een rivier gaan, zakken. De dichtheid van het water hangt af van de temperatuur en van het zoutgehalte. De dode zee heeft een hoog zoutgehalte. Daardoor kan je daar heel makkelijk drijven. Onder water zwemmen kan daar niet. Komt hier nog…? Met de dichtheid kun je uitrekenen wat de massa van een voorwerp is als je weet wat de formule is. Berekening = massa = dichtheid x volume volume = massa : dichtheid Voor de volume te berekenen voor een rechthoekig blok, doe je: volume = lengte x breedte x hoogte Voor het berekenen van de dichtheid doe je: dichtheid = massa : volume Als je van een onregelmatig voorwerp de volume wil bepalen moet je het onderdompelen in water. Eerst meet je cm op voordat je het voorwerp onderdompelt en nadat je het voorwerp onderdompelt. Paragraaf 6.3 “In de lucht” Samengeperste lucht Als je je band oppompt zitten in een kubieke centimeter 5 keer zoveel luchtdeeltjes dan aan de buitenkant. Er zit 5 keer zoveel massa in hetzelfde volume. De dichtheid van lucht is niet gelijk omdat je het kan samenpersen. Vaste stoffen en vloeistoffen kun je niet samenpersen. Warme lucht Bij verwarmen van lucht gaan de deeltjes sneller bewegen. Ze nemen meer plaats in en zetten uit. Dezelfde massa heeft een groter volume gekregen dus de dichtheid is kleiner geworden. De druk van de lucht Een bal word harder als je het oppompt omdat de lucht aan de binnenkant duwt. Dat heet de luchtdruk. Hoe meer lucht in een voetbal, hoe meer druk. Hoe meer deeltjes er in een bal zitten, hoe meer botsingen tussen de deeltjes en de wand. Druk en temperatuur Als de temperatuur stijgt word een bal harder. Er komt meer druk op. Een ballon kan zelfs knappen als de druk te groot word. Verpletterde luchtdruk Bij vacuüm is er geen lucht. Een verpakking zit dan stevig aan elkaar vast. Het lijkt alsof de binnenkant een zuigende kracht uitoefent. Maar eigenlijk is de druk van de lucht buiten te verpakking te hoog op het te openen. Zodra je een gaatje prikt gaat de lucht naar binnen. Luchtdruk en hoogte Hoog in de bergen is de dichtheid van de lucht lager dan die aan de grond. Er is een lagere druk. Er zijn daar minder deeltjes in een kubieke centimeter. Maar hoog in de lucht is er ook minder druk. Dus de schaats wereldrecords worden meestal op grote hoogte gereden. Luchtdruk en kracht Luchtdruk oefent een heel grote kracht uit. Als de luchtdruk aan de ene kant van je groter is dan aan de andere kant, merk je een verschil. Anders merk je normaal geen verschil. In een opgepompte fietsband is de druk 50 N/cm2, terwijl de luchtdruk buiten maar 10 N/cm2 is. Op de band met je vinger in te drukken moet je 40 N per vierkante centimeter leveren. Als de luchtdruk van een hol voorwerp zowel aan de binnenkant als in de buitenlucht gelijk is, is het makkelijk in te duwen of uit elkaar te trekken. De eenheid van luchtdruk Op zeeniveau is de luchtdruk ongeveer 100.000 N/m 2. Op elke vierkante meter is de kracht 100.000 N. een vierkante meter is 10.000 cm2. Op elke vierkante centimeter werkt 1/10.000 deel van 100.000 N, dus 10 N. Voor omrekenen doe je: 1 N/cm2 = 10.000 m2. Om het aantal N naar vierkante meter te berekenen doe je x10.000. Andersom doe je :10.000. Luchtdruk gebruiken Wie sterker is dan luchtdruk, kan zuignappen lostrekken. Hoe veel kracht je nodig hebt, kun je berekenen als je hoe groot de zuignap is. De luchtdruk is 10N/cm 2. Dus op een zuignap met een oppervlakte van 50 cm2 geeft de luchtdruk een kracht van 500N. Wanneer er geen lucht onder de zuignap zit, heb je een kracht van 500N nodig. Eenheden voor de luchtdruk De eenheid voor luchtdruk is bar. De normale luchtdruk is ongeveer 1 bar. Voor het omrekenen heb je de volgende berekeningen. 1 bar = 100.000 N/m2. 1 bar = 10 N/ cm2. 1 bar = 1000 mbar. (millibar) Drukmeters Luchtdruk meet je in barometers. De eenheid waarin de luchtdruk word weergeven, is in millibar. De luchtdruk is ongeveer 1 bar, dus de barometerstand zal rond de 1000 mbar zijn. Om het verschil van de druk van gas en de druk van buiten te meter, gebruik je een manometer. Die gebruik je om de druk van de band te meten. Als de manometer 3 aangeeft, is de band 3 bar groter dan de lucht van de buitenlucht. De echte druk van de band is dan 4, want de buitendruk is 1 bar. Omdat de druk in de band groter is dan de druk in de buitenlucht, noem je dat overdruk. Als een manometer een negatief getal aangeeft is het omdat het lager is dan 1. Als er -0,25 word aangegeven, is het eigenlijke getal 0,75 bar. Dat noem je onderdruk. Formules stoffen F= fluor H= waterstof C= koolstof O= zuurstof N= stikstof Mg= magnesium Fe= ijzer Al= aluminium Ag= zilver Au= goud