Aardrijkskunde - goedvoorbereidnaardepabo

Natuur en Techniek
Les 5
Vanavond







Les 20 Ecosystemen
Les 21 Fasen
Les 22 Eigenschappen van materiaal
Pauze
Les 23 Energie
Les 24 Elektriciteit
Les 25 Licht en kleur
Bouw van stoffen




Een stof bestaat uit moleculen  moleculen bestaan uit atomen
Atomen kunnen aan elkaar zitten door bindingen (aantrekkingskrachten)
Alle moleculen en atomen worden met afkortingen aangegeven
Water bestaat uit:
 2 atomen waterstof  H
 1 atoom zuurstof  O
 Samen molecuul H2O
 De stof water




1 atoom koolstof  C
2 atomen zuurstof O
Samen molecuul CO2
De stof koolstofdioxide
Fasen van stoffen


Stoffen kunnen er anders uitzien, maar hetzelfde zijn. Ze kunnen in andere
fasen voorkomen, toch bestaan ze dan uit dezelfde moleculen.
De beweging van de moleculen is afhankelijk van de temperatuur. Hoe hoger
de temperatuur, hoe sneller de moleculen trillen.
Fasen en faseovergangen
Gasvormig (g)
Vloeibaar (l)
Vaste stof (s)
Elke stof heeft zijn eigen smeltpunt
en kookpunt, dit is zijn
stofeigenschap
Bij het veranderen van de fase van
een stof komt energie vrij om
het kost energie in de vorm van
warmte.
Fase en faseovergangen bij water



Gasvormig water wordt aangegeven als H2O (g) en is dus waterdamp.
Waterdamp ontstaat als de stof boven het kookpunt zit. Bij water is dat 100 ᵒC
Vloeibaar water wordt aangegeven als H2O (l) en noemen we water
Vast water wordt aangegeven als H2O (s) en noemen we ijs. Ijs ontstaat bij het
een temperatuur lager dan het smeltpunt. Bij water is dat 0 ᵒC
Stoffen


Stoffen bestaan uit moleculen.
Moleculen bestaan uit atomen (zowel dezelfde als verschillende atomen kunnen één
molecuul vormen)




Bijvoorbeeld koolstofdioxide (CO2)
Of zuurstofgas (O2)
Zuivere stof bestaat uit één moleculensoort.
Een mengsel is een stof die bestaat uit verschillende zuivere stoffen.

Bijvoorbeeld zout, dit bestaat uit Natrium (Na) en Chloride (Cl) en vormt Natriumchloride NaCl (s)
Verschillende mengsels
Suspensie
Oplossing
Een mengsel van een vloeibare stof
met een vaste stof welke niet
mengen.
Een troebele stof
Een mengsel van een vloeibare stof
met een vaste stof die wel met
elkaar mengen.
Een doorzichtige stof ontstaat als het
opgelost wordt in water.
Verschillende mengsels
Legering
Gasmengsel
Mengsel van twee vaste stoffen
waarvan minimaal één een metaal
is.
Bijvoorbeeld brons is een mengsel van
koper en tin.
Mengsel van twee gassen.
Bijvoorbeeld biogas bestaat uit
methaan en koolstofdioxide.
Scheidingstechnieken
Bezinken en afschenken
Filteren / zeven
Bij een suspensie zakken de vaste
deeltjes naar onder (bezinking). De
vloeistof kun je dan afschenken.
Om het bezinken te versnellen kan een
centrifuge worden gebruikt.
Bij een mengsel kun je de zuivere stof
eruit filteren door de oplossing door
een filtreerpapier te laten stromen.
Het residu (de vaste stof) blijft achter
op het filtreerpapier.
Scheidingstechnieken
Indampen
Destilleren
Bij een oplossing kun je de vloeistof
verwarmen en laten verdampen.
Je houdt dan de vaste stof over, het
residu.
Doordat de één stof eerder verdampt
dan de ander, kun je de stoffen
scheiden door de waterdamp op te
vangen.
Dichtheid
Dichtheid is het belangrijkste kenmerk van een stof.
 Dichtheid vertelt hoeveel moleculen (in gewicht) er in een bepaalt volume zitten.
- hoeveel gram per cm³
- hoeveel kilogram per m³
Bijvoorbeeld water weeg 1 kilo per dm³ dus 1kg/dm³
Om de dichtheid te kunnen berekenen heb je het gewicht en volume nodig. (volume is
de grote of omvang)
Dichtheid = gewicht / volume
Eigenschappen materialen

Naast de dichtheid kun je materialen ook ordenen aan de hand van zichtbare
eigenschappen zoals:









Geur
kleur
Welke fase bij kamertemperatuur
Magnetische
Oplosbaar in water (bij troebele oplossing)
Brandbaarheid (bij welke temperatuur)
Elektrische geleiding
Warmte geleiding
Kookpunt/smeltpunt
Verschillende materialen



Natuurlijke materialen
Deze materialen zijn direct uit de natuur te gebruiken, bijvoorbeeld steen
en hout.
Chemische materialen
Deze materialen worden gemaakt door chemische reactie en zijn daar door
te vormen.
De materialen om chemische materialen samen te stellen zijn wel afkomstig
van de natuur, bijvoorbeeld glas wordt gemaakt van zand.
Bewerkte materialen
Deze materialen zijn afkomstig uit de natuur maar kunnen niet direct
gebruikt worden. De stof wordt eerst bewerkt, bijvoorbeeld katoen.
Materialen
Steen
Hout
Sterk maar niet goed te bewerken, daardoor
worden er vooral grote dingen van
gemaakt zoals huizen.
Hebben verschillende dichtheden hebben
maar ze zijn zwaar dus de dichtheid is vaak
hoog.
Kan soms energie of warmte geleiden maar
dit gaat niet snel.
Niet brandbaar.
De chemische eigenschappen verschillende
per houtsoort. De dichtheid is kleiner dan
metaal dus is de stof lichter.
Hout is brandbaar.
Daarnaast geleidt het geen warmte of
energie.
Hout is sterk en wel heel goed te bewerken
waardoor het in alle vormen voorkomt en
erg geschikt is voor meubels.
Materialen
Metaal
Glas
Kunnen heel verschillend zijn en worden voor
vele producten gebruikt.
Zijn te herkennen aan: hard, sterk, glanzend,
goed vervormbaar en geleiden warmte en
energie.
Worden vaak gemengd als legering om de
eigenschappen te verbeteren.
Alle verschillende metalen hebben een
andere dichtheid, smeltpunt en kookpunt.
De dichtheid is meestal groot. Het
smeltpunt ligt ook altijd hoog .
Niet snel brandbaar.
Hard en sterk maar tegelijkertijd breekbaar,
vooral als het hol en dun is.
Gemaakt uit zand en is alleen bij hele hoge
temperaturen buigzaam.
Niet brandbaar.
De dichtheid van glas licht tussen metaal en
hout in. Dus glas is zwaarder als hout en
lichter dan metaal.
Materialen
Kunststof
Textiel
In allerlei soorten en maten, kleuren en
hardheid
Gemaakt van koolstof(C) en waterstof(H) en
daardoor erg brandbaar.
Hebben een lage dichtheid maar de dichtheid
verschilt per stof.
Kunnen oplosbaar zijn in water
(thermoplasten) of juist niet oplosbaar
(thermoharders).
Kunnen geen warmte of energie geleiden en
zijn dus geschikt als isolatiemateriaal.
Kan zowel uit de natuur afkomstig zijn, als
kunstmatig worden geproduceerd.
Heel buigzaam en ‘breekt’ eigenlijk niet.
Heeft een lage dichtheid, is dus heel licht
maar is ook erg brandbaar.
Wet van behoud van energie



Energie gaat nooit verloren
Energie kan wel worden overgebracht naar andere objecten
Energie kan worden omgezet in andere vormen van energie
Vormen van energie






Bewegingsenergie bijvoorbeeld in een rijdend voertuig
Potentiële energie. Energie ten opzichte van de ruimte, bijvoorbeeld hoog op
een berg.
Kernenergie zoals straling
Elektrische energie
Chemische energie
Warmte-energie
Energie omzetting





Chemische energie  warmte-energie
Warmte-energie  bewegings-energie
Bewegingsenergie  elektrische energie
Elektrische energie  bewegingsenergie (electromotor)
Chemische energie  elektrische energie (accu, batterij)
Energie verplaatsing



Warmte energie is de energie stroom die door warmte veroorzaakt wordt.
Warmte wil altijd van heet naar koud waardoor er een beweging ontstaat wat energie
oplevert.
Deze beweging noemen we warmte-transsport.
Warmte transport
Op verschillende manieren:

Straling, bv zonnestralen




Stroming, stroming door verplaatsing moleculen


Warmteoverdracht zonder tussen stof
Stoffen kunnen de straling (warmte) absorberen (opnemen)
Stoffen kunnen de straling weerkaatsen
Dit kan alleen plaatsvinden in gassen of vloeistoffen. Daar kunnen de moleculen vrij bewegen.
Geleiding, moleculen geven de warmte aan elkaar door.


Dit gebeurt in vaste materialen.
Sommige stoffen geleiden de warmte goed, zoals metalen. Anderen geleiden de warmte slecht, zoals
kunststof.
Warmte isolatie

Veel energie gaat verloren aan warmte. Bijvoorbeeld bij motoren, verbranding,
wrijving

Tegen gaan van :
Warmtegeleiding door een slechte geleider te gebruiken zoals lucht in een
thermosfles
Warmte stroming door ons huis te isoleren.
Warmte straling door broeikassen die weerkaatsing tegenhouden.



Energiebron

(Fossiele) Brandstoffen: kolen, olie, gas, hout, biomassa


Waterkracht en windkracht:


Door bewegingsenergie wordt elektrische energie opgewekt in wind molens of
waterkrachtcentrales of stuwmeren.
Zon


Door verbranding ontstaat er energie maar veel energie gaat verloren in warmte.
Door zonnestaling wordt warmte in zonnepanelen omgezet in elektrische energie.
Duurzame energie wordt gehaald uit energiebronnen die onuitputtelijk zijn.
Elektriciteit



Elektriciteit is het verschijnsel in de natuur dat stoffen hun elektron (elektrisch
deeltje) kunnen doorgeven = elektronoverdracht
De energie kan dan van het ene naar het andere voorwerp worden
overgedragen.
Er worden twee vormen elektriciteit onderscheiden:


Statische elektriciteit (stilstaand)
Dynamische elektriciteit (rond stromend)
Statische elektriciteit






Statische elektriciteit stroomt niet.
Het ontstaat tussen twee voorwerpen die een tegengestelde lading bevatten,
bijvoorbeeld door wrijving.
Het ene voorwerp heeft heel veel elektronen (positief) en het andere heel weinig
(negatief).
Voorwerpen streven ernaar om energieneutraal te zijn
Door de tegengestelde lading ontstaat aantrekkingskracht.
Bij teveel lading kan er ontlading in de vorm van licht of geluid ontstaan,
bijvoorbeeld een bliksem.
Dynamische elektriciteit




Dit is elektriciteit wat door een stof kan stromen, bijvoorbeeld in een stroomdraad.
Bij deze vorm stromen elektronen rond in een stroomkring als deze gesloten is.
Het stoppen van zo’n stroomkring kan door de stroomkring te onderbreken 
lichtschakelaar.
Twee vormen van een stroomkring


Parallel schakeling
Serie schakeling
Stroomkring




Een stroomkring is een gesloten kring waar elektronen doorheen kunnen
stromen.
Begint altijd met spanningsbron: accu, batterij
Er kunnen zich apparaten in bevinden die de stroom omzetten in licht of
geluid.
Vaak bevat een stroomkring een schakelaar.
Meten van stroom




Spanning: het verschil tussen het begin en het eind van de
stroomkring. De spanning gaat over het Voltage van de
spanningsbron, dus hoeveel spanning deze bevat.
Spanning wordt gemeten in Volt met een Voltmeter die in de
stroomkring kan worden geplaatst.
Stroomsterkte: de hoeveelheid stroom (elektronen) die er
voor de stroomkring verplaats.
Stroomsterkte wordt gemeten in Ampère met een
Ampèremeter in de stroomkring.
Weerstand



Het doorgeven van elektronen in een
stroomkring kost energie. Er gaat altijd iets
verloren.
Sommige stoffen geleiden heel goed – de
weerstand is klein. Bijvoorbeeld koper.
Isolatoren zijn stoffen waarbij de weerstand
groot is om te geleiden. Bijvoorbeeld rubber.
Magnetisme
Alle elektrostatische voorwerpen (magneten) hebben een noord- en zuidpool.
 Het ene magnetisch velt trekt elektronen(tekort) aan en de andere heeft
teveel elektronen.
 Dezelfde polen stoten elkaar af.
 Ook de aarde is elektrostatisch geladen en heeft een noord- en zuidpool, dit
noemen we aardmagnetisme.
Licht




Licht is het vermogen van een voorwerp om de
oogzenuw te prikkel. De hersenen registreren dit
als licht.
Lichtbronnen zijn bijvoorbeeld: zon, ster
(natuurlijke lichtbron) of lamp, kaars(kunstmatige
lichtbron).
Waarnemen doen we doormiddel van licht.
Licht van de zon reflecteert op voorwerpen en
vervolgens komen de stralen ons ook binnen.
Licht en kleur





Licht van de zon bestaat uit een lichtstraal met alle kleuren, lichtbundel.
Als de lichtbundel breekt door water kunnen we dat zien aan de regenboog.
Het licht van de zon wordt weerkaatst door voorwerpen.
Afhankelijk van de kleur van het voorwerp worden kleuren geabsorbeerd of
weerkaatst.
Een blauw voorwerp weerkaatst de blauwe lichtstraal waardoor je oog blauw
waarneemt.
Kleuren

Alle kleuren die wij zien bestaan uit een mengeling van kleurenlicht die
voorwerpen weerkaatsen.

Primaire lichtkleuren: rood, groen, blauw.
De primaire kleuren vormen alle kleuren die we kunnen waarnemen.
Alle kleuren gemengd wordt wit licht.


Verf
Licht
Licht en schaduw

Lichtstralen zijn altijd rechtlijnig.
Door heb absorberen van licht door ruwe en donkere materialen ontstaan
plekken waar weinig of geen licht kan komen.

We kennen drie verschillende vormen van schaduw;



Kernschaduw: daar waar helemaal geen licht doordringt.
Halfschaduw: daar waar nog wel licht komt, meestal aan de buitenkant van de
schaduw.
Schaduw tekenen


Let altijd op de
rechtlijnigheid van
de lichtstralen.
Lichtstralen tekenen
vanuit de lichtbron.
Spiegelbeeld

Een spiegel werkt ook met lichtstralen.
Lichtstralen worden door een spiegel weerkaatst in tegengestelde richting.

Hoek van inval = hoek van uitval (terugkaatsing).

Spiegelbeeld