Alle vaten hebben hetzelfde grondvlak. In alle vaten giet men tot

Druk en gaswetten: Een flexibel synthesespel
HET LABORINT
DE VRAGENBUNDEL
Joyka Cornu, Wouter Lambrechts, Elke Van Driessche en Florine Van Heghe
ARTEVELDEHOGESCHOOL
HET LABORINT
DE VRAGENBUNDEL
B46: begrip druk vanuit kracht en oppervlakte toelichten, en de
grootte van de druk berekenen.
1)
Een dame van 50 kg steunt met één naaldhak van 1,0 cm² op een parketvloer. Een olifant van
1500 kg doet dat met 1 poot van 600 cm². Van wie heeft de vloer het meest last?
A)
Van de olifant
B)
Van de dame
C)
Van beiden
D)
Niet te zeggen
𝐹
Antw: B, want de formule van druk is 𝑝 = . Hiermee bereken je dat de druk van de dame 49.10² Pa en de druk
𝐴
van de olifant is 25 Pa. De druk van de dame is dus het grootst.
2)
Formuleer een voorbeeld waarbij de druk vergroot, de kracht constant blijft en de oppervlakte
kan veranderen.
Antw: De druk op een geslepen mes is groter dan de druk op een bot mes, omdat de oppervlakte kleiner is; Op
een boot het oppervlakte van het zeil groter maken om sneller vooruit te gaan.
3)
Formuleer een voorbeeld waarbij je de druk verkleint door de kracht constant te houden maar
de oppervlakte kan veranderen.
Antw: Een sneeuwschoen heeft een groter oppervlakte dan een gewone schoen. Hierdoor wordt de druk kleiner
als je sneeuwschoenen draagt; Als de gordel in u auto breed is, gaat de gordel minder snijden in je vel.
4)
Formuleer een voorbeeld waarbij de druk vergroot, de oppervlakte contant blijft en de kracht
kan veranderen.
Antw: Harder op een puntenpaal slaan; Harder duwen op een mes.
5)
Formuleer een voorbeeld waarbij je de druk verkleint door de oppervlakte constant te houden
maar de kracht kan veranderen.
Antw: In de sneeuw geen rugzak meenemen tijdens het stappen. Je totale massa kleiner zonder je rugzak en
hierdoor ook je kracht op de sneeuw. De vermindering in kracht en dezelfde oppervlak zorgt ervoor dat de druk
verkleint; Bij een ongeladen vrachtwagen is de kracht op het wegdek kleiner, dus de druk is ook kleiner dan bij
een geladen vrachtwagen.
6)
Hoe steek je best een bevroren meer over zonder het ijs te breken?
A)
Op de toppen van je tenen
B)
Op handen en voeten
C)
Gewoon wandelen
Antw: B, want als je op handen en voeten loopt is de oppervlak het grootst. Dus gaat de druk het
kleinst zijn en hoe kleiner de druk hoe minder kans dat het ijs breekt.
7)
Verklaar waarom een fakir kan blijven zitten op een spijkerbed.
Antw: De druk wordt verdeeld over meerdere spijkers, dus het oppervlakte is vergroot en wordt de druk kleiner.
8)
Wanneer de kracht op een oppervlak viermaal groter wordt en de oppervlakte tweemaal kleiner
wordt, dan wordt de druk:
A)
4 maal groter
B)
4 maal kleiner
C)
8 maal groter
D)
8 maal kleiner
𝐹
4𝐹
𝐴
0.5𝐴
Antw: C, want de formule is 𝑝 = . Dus is 𝑝 =
Pagina | 1
=8
HET LABORINT
9)
DE VRAGENBUNDEL
Waarom zorgt een duimspijker voor een grote vervorming en tegelijk een kleine vervorming?
Antw: De spijkerkop heeft een groot oppervlakte, want de hamer mag niet vervormen. De naald heeft een klein
oppervlakte, want de vervorming moet groot zijn.
10)
Wat gebeurt er met de druk uitgeoefend door een kubus, die op een van zijn zijvlakken op de
tafel rust, als we de afmetingen van de kubus verdubbelen maar wel hetzelfde materiaal
gebruiken.
A)
de druk halveert
B)
de druk wordt 4x groter
C)
de druk wordt 4x kleiner
D)
de druk verdubbelt
Antw: D, want de massa wordt 8 keer groter en dus de kracht ook. De oppervlakte vergroot met een
𝐹
8𝐹
𝐴
4𝐴
factor 4. de formule voor druk is 𝑝 = . Dus is 𝑝 =
11)
=2
Waarom snijdt een mes beter als het goed geslepen is?
Antw: De oppervlakte is kleiner van het mes, dus de druk of vervorming is groter.
12)
Je wil op een oppervlak A een constante druk uitoefenen. Welke grafiek geeft het juist verband
weer tussen kracht en oppervlakte?
F
A
F
B
A
F
C
A
F
D
A
A
Antw: Grafiek A, want er is een recht evenredig verband tussen oppervlakte en kracht. Als je de druk
constant wil houden en de oppervlakte vergroot dan moet de kracht ook vergroten.
Pagina | 2
HET LABORINT
DE VRAGENBUNDEL
B47: Aan de hand van toepassingen toelichten dat druk die wordt uit geoefend op een vloeistof zich onverminderd in alle richtingen
voortplant.
13)
Het doel van het gebruik van een hydraulische pers is:
A)
B)
C)
D)
een kleine druk omzetten in een grote druk
een kleine kracht omzetten in een grote kracht
een grote druk omzetten in een grote kracht
drukken te meten
Antw: B, want een hydraulische pers zet een kleine kracht om in een grote kracht.
14)
We vullen een fles met twee halzen tot boven met water. Deze twee halzen worden met een
kurk afgesloten zodat ze in contact zijn met het water. Op een van de kurken geven we een korte
hamerslag. De andere kurk springt eruit. (zie figuur) Welk beginsel wordt hier geïllustreerd? Geef
dit beginsel.
Antw: Het beginsel van Pascal, een druk uitgeoefend op een vloeistof plant zich ongewijzigd in alle
richtingen voort.
15)
Formuleer een hedendaags voorbeeld van een hydraulische pers en verklaar.
Antw: Een remsysteem bij auto’s: door te duwen op de rempedaal zet je heel de auto stil. Een pers om blikjes
plat te duwen: je duwt een klein hendeltje naar beneden en het blikje is helemaal plat. Een kappersstoel: je
duwt op een hendeltje en de stoel met de persoon erop gaat omhoog.
16)
Formuleer een hedendaags voorbeeld van het beginsel van Pascal bij vloeistoffen.
Antw: Je duwt links, rechts, bovenaan of onderaan op een fles shampoo. De shampoo komt uit de opening. Je
duwt links, rechts, bovenaan of onderaan op een fles water. Het water komt uit de opening.
17)
Waarom kan je de wet van Pascal niet toepassen op vaste stoffen? Verklaar dit met het
deeltjesmodel.
Antw: De deeltjes van een vaste stof zitten in een rooster. De druk op een vaste stof kan niet worden
doorgegeven naar de andere deeltjes zoals bij een vloeistof of een gas.
Pagina | 3
HET LABORINT
DE VRAGENBUNDEL
B48: Druk in een vloeistof verklaren en berekenen.
18)
Een U-vormige buis bevat drie niet mengbare vloeistoffen A, B en C.
Uit de figuur kan je over de massadichtheid van de vloeistoffen besluiten dat:
A)
ρA < ρB < ρC
B)
ρB < ρA < ρC
C)
ρA < ρC < ρB
D)
ρC < ρA < ρB
Antw: B, want ρC is grootst omdat de vloeistof zich onderaan bevindt en ρB is het kleinst omdat het
volume groter is dan ρA
19)
Men meet in twee vaten die met vloeistof gevuld zijn, de druk p in functie van de diepte h. Dit
levert de onderstaande grafiek op. Hieruit kun je besluiten dat:
A)
B)
C)
D)
dichtheid vloeistof A < dichtheid vloeistof B
dichtheid vloeistof A > dichtheid vloeistof B
de vloeistofkolom bij B het hoogst is
de atmosferische druk op B het grootst is
Antw: A, want de formule van druk is 𝑝 = 𝑝𝑎𝑡𝑚 + 𝜌. ℎ. 𝑔 op gelijke 𝑝 is de
hoogte van de rechte A groter dan die van de rechte B, dus is 𝜌𝐴 kleiner
dan 𝜌𝐵 .
20)
Is de volgende stelling juist of fout en verklaar ook waarom je voor dit antwoord koos.
Hydrostatische druk wordt uitgeoefend door vloeistoffen en vindt zijn oorzaak in de
zwaartekracht.
Antw: Juist, de deeltjes bovenaan oefenen een druk uit op de laag deeltjes onder hen door de zwaartekracht en
deze deeltjes voeren op hun beurt ook een druk uit op de deeltjes daar onder. Zo wordt de druk groter naarmate
je dieper gaat.
21)
Is de volgende stelling juist of fout en verklaar ook waarom je voor dit antwoord koos.
Hoe groter de dichtheid van de vloeistof, hoe groter de hydrostatische druk.
Antw: Juist, want de formule is 𝑝ℎ𝑦𝑑𝑟 = 𝜌. ℎ. 𝑔. Het verband is dus recht evenredig.
22)
Is de volgende stelling juist of fout en verklaar ook waarom je voor dit antwoord koos.
De hydrostatische druk op een diepte hangt af van de atmosferische druk.
Antw: Fout, de formule is 𝑝ℎ𝑦𝑑𝑟 = 𝜌. ℎ. 𝑔. De hydrostatische druk is niet afhankelijk van de atmosferische druk.
23)
Is de volgende stelling juist of fout en verklaar ook waarom je voor dit antwoord koos.
De hydrostatische druk op een diepte hangt af van de massadichtheid van de vloeistof.
Antw: Juist, de formule is 𝑝ℎ𝑦𝑑𝑟 = 𝜌. ℎ. 𝑔. De afhankelijke factoren van de hydrostatische druk zijn de
massadichtheid, de hoogte en de zwaarteveldsterkte.
Pagina | 4
HET LABORINT
24)
DE VRAGENBUNDEL
Is de volgende stelling juist of fout en verklaar ook waarom je voor dit antwoord koos. In een
zwembad is de hydrostatische druk in het water op een diepte van twee meter dubbel zo groot
als de hydrostatische druk op een diepte van één meter.
Antw: Juist, de formule is 𝑝ℎ𝑦𝑑𝑟 = 𝜌. ℎ. 𝑔. De hoogte is recht evenredig met de hydrostatische druk. Hoe dieper
je gaat, hoe groter de hydrostatische druk.
25)
Duiker A bevindt zich op 10 m onder de zeespiegel. Duiker B op 20 m. Wie van de twee duikers
ondervindt de grootste druk ?
Antw: Duiker B, want de formule is 𝑝 = 𝑝𝑎𝑡𝑚 + 𝜌. ℎ. 𝑔. Dus als de hoogte groter wordt dan wordt de druk ook
groter.
26)
Formuleer de werking van verbonden vaten.
Antw: In een verbonden vat zal het vloeistofniveau overal even hoog staan, op voorwaarde dat het vat gevuld is
met een homogene vloeistof.
27)
Verklaar het fenomeen van hydrostatische druk.
Antw: Hydrostatische druk is de druk die uitgeoefend wordt door een vloeistof op een lichaam. Deze
hydrostatische druk is afhankelijk van de massadichtheid van de vloeistof, de hoogte van het voorwerp en de
zwaarteveldsterkte.
28)
Men giet vloeistof A in een cilindervormig vat met diameter d tot een hoogte h1.
Om in een vat met diameter d/2 een zelfde hydrostatische druk te bekomen moet men het vat
vullen met vloeistof A tot een hoogte h2 waarbij:
A)
h1 = h2
B)
h1 = 2 h2
C)
2 h1 = h2
Antw: A, want de hydrostatische druk kan je berekenen met volgende formule: 𝑝ℎ𝑦𝑑𝑟 = 𝜌. ℎ. 𝑔. De
hydrostatische druk is afhankelijk van de hoogte, maar niet van de diameter van de buis. Als de
vloeistof en de hoogte hetzelfde blijft, zal de hydrostatische druk ook hetzelfde zijn.
29)
Als je duikt of onder water zwemt, ondervind je vaak pijn in je oren. Hoe komt dit?
Antw: Hoe dieper je duikt, hoe groter de hydrostatische druk. Er komt een drukverschil aan beide kanten van het
trommelvlies. Dit drukverschil vertaalt zich aan pijn in je oren.
30)
formuleer een hedendaags voorbeeld van communicerende vaten.
Antw: Peilglas in een ketel: zowel in de ketel als in het peilglas staat het water even hoog. Sluizen: als men
sluizen opent dan verbindt men de vaten met elkaar en komt het water op gelijke hoogte.
31)
Verklaar via het deeltjesmodel hoe de hydrostatische druk ontstaat.
Antw: De hydrostatische druk is de druk die ontstaat door het gewicht van de bovenliggende deeltjes.
32)
Verklaar waarom diepzeevissen open barsten als ze opgevist worden.
Antw: De hydrostatische druk is op die diepte heel groot. Aangezien de vis aan de druk kan weerstaan is de
inwendige druk van de vis ook heel groot. Wanneer de vis wordt opgevist, daalt de druk op de vis. Om een
evenwicht te bewaren moet de druk in de vis kleiner worden en zet de vis uit. Wanneer het drukverschil te groot
is barst de vis open.
Pagina | 5
HET LABORINT
33)
DE VRAGENBUNDEL
Hier zie je 3 vaten:
Alle vaten hebben hetzelfde grondvlak. In alle vaten giet men tot dezelfde hoogte dezelfde
vloeistof. Dan is de hydrostatische kracht op de bodem het grootst voor:
A)
vat A
B)
vat B
C)
vat C
D)
voor alle vaten even groot
Antw: D, want de hydrostatische druk is op dezelfde hoogte hetzelfde.
34)
Welk diagram geeft het verloop van de totale druk met de diepte weer in een vat gevuld met een
vloeistof?
𝑝ℎ𝑦𝑑𝑟𝑜
A
𝑝ℎ𝑦𝑑𝑟𝑜
B
h
h
𝑝ℎ𝑦𝑑𝑟𝑜
𝑝ℎ𝑦𝑑𝑟𝑜
C
D
h
h
Antw: Diagram B, want de formule is 𝑝 = 𝑝𝑎𝑡𝑚 + 𝜌. ℎ. 𝑔
Pagina | 6
HET LABORINT
DE VRAGENBUNDEL
B49: de druk van een gas op een oppervlak verklaren via het
deeltjesmodel.
35)
Formuleer een hedendaags voorbeeld van onderdruk.
Antw: Het opdrinken van een brikje: door te drinken vergroot het volume, waardoor de deeltjes meer plaats
krijgen en de druk daalt. Daardoor zal de atmosferische druk het brikje karton naar binnen duwen; Een zuignap:
Als je duwt op de zuignap ontsnapt de lucht. Als je de zuignap loslaat, wordt het volume van de gevangen lucht
terug groter. Daardoor heerst er een onderdruk in de zuignap. De atmosferische druk duwt de zuignap tegen de
muur.
36)
Formuleer een hedendaags voorbeeld van bovendruk.
Antw: Het ontkurken van een fles champagne: Door de grote druk binnen in de fles, zal de kurk er makkelijk
uitvliegen; Bij een gaskraan, want de gas komt uit de kraan en de lucht gaat er niet in. Er zijn dus meer
gasdeeltjes dan luchtdeeltjes.
37)
Klimmer A bevindt zich op een hoogte van 200 m en klimmer B op een hoogte van 400 m. Welke
klimmer ondervindt de grootste luchtdruk?
Antw: klimmer A, want hoe hoger je klimt. Hoe lager de luchtdruk. Dit is de reden waarom op hoge hoogtes de
klimmers zuurstofflessen meenemen.
38)
De luchtdruk op de top van een berg is:
A)
hoger dan de luchtdruk in het dal
B)
lager dan de luchtdruk in het dal
C)
gelijk aan de luchtdruk in het dal
D)
deze vraag kan niet beantwoordt worden
Antw: B, hoe hoger je in de atmosfeer gaat, hoe minder luchtdeeltjes er aanwezig zijn en dus ook een
kleinere luchtdruk is.
39)
Is de volgende stelling juist of fout en verklaar ook waarom je voor dit antwoord koos. Thuis
kook je een eitje gaar in een zestal minuten; boven op een hoge berg duurt het heel wat
langer.
Antw: Juist, de kooktemperatuur is lager. Het water zal op een lagere temperatuur beginnen koken. Na een
zestal minuten zal het ei nog niet gaar zijn.
40)
Als de Maagdenburgse halve bollen perfect luchtledig zijn, is het totaal onmogelijk om ze uit
elkaar te trekken. Verklaar dit fenomeen.
Antw: Er is geen luchtdruk binnen de bollen, hierdoor zal de atmosferische druk een enorme kracht op de bollen
zetten waardoor het onmogelijk is om ze uit elkaar te trekken.
41)
Verklaar de werking van een zuignap.
Antw: Als je een zuignap op een oppervlak bevestigt en hierop duwt, zullen de luchtdeeltjes ontsnappen en
creëer je een onderdruk binnen de zuignap. De atmosferische druk zal door dit drukverschil een grote kracht
zetten op de zuignap.
42)
We sluiten de deur van een diepvrieskast. We kunnen ze niet onmiddellijk openen. Verklaar
dit fenomeen aan de hand van het deeltjesmodel.
Antw: Het aantal botsingen en de snelheid waarmee de deeltjes botsen is veel kleiner
in de diepvries dan buiten door de lage temperatuur, dus de druk is groter buiten de diepvries.
Pagina | 7
HET LABORINT
43)
DE VRAGENBUNDEL
Verklaar waarom je een ballon kan opblazen.
Antw: De luchtdruk binnen de ballon is groter dan de atmosferische druk, waardoor de ballon groter kan
worden.
44)
Verklaar hoe botsingsdruk ontstaat via het deeltjesmodel.
Antw: In een gas bewegen de deeltjes vrij door elkaar en botsen soms tegen elkaar of tegen een wand.
De kracht van die botsingen veroorzaakt de druk. De druk veroorzaakt door botsingen wordt de botsingsdruk
genoemd.
45)
Verklaar waarom je op grote hoogte makkelijk een neusbloeding krijgt.
Antw: De luchtdruk op grote hoogte is veel kleiner dan op zeeniveau. De druk binnen de bloedvaten in de neus
blijft constant. Doordat de buitendruk verlaagt zal het volume van het bloedvat toenemen om een evenwicht in
druk te behouden. Bij een te groot drukverschil springen de bloedvaten.
Pagina | 8
HET LABORINT
DE VRAGENBUNDEL
B50: meettoestellen om druk te meten in vloeistoffen en gassen
toelichten.
46)
We meten eerst de overdruk in een gasleiding met een manometer gevuld met water en
daarna met een manometer gevuld met alcohol. Het hoogteverschil tussen de
vloeistofspiegels in beide benen is dan:
A)
het grootst bij de manometer gevuld met water
B)
het grootst bij de manometer gevuld met alcohol
C)
in beide manometers even groot
D)
niet te bepalen omdat de luchtdruk niet gekend is
Antw: B, omdat alcohol een kleinere massadichtheid heeft dan water.
47)
Kun je met de manometer de atmosferische druk meten? Leg uit waarom wel of niet?
Antw: Nee, een manometer maakt gebruik van het drukverschil tussen de atmosferische druk en de te meten
druk. Wanneer de te meten druk de atmosferische druk is, is er geen drukverschil en dus geen meetresultaat.
48)
Beschrijf een hedendaags voorbeeld waarbij je een manometer gebruikt.
Antw: een bloeddrukmeter bij het meten van de bloeddruk, Bij het tankstation wanneer je je banden moet
oppompen.
49)
Beschrijf een hedendaags voorbeeld van de buis van Torricelli.
Antw: een kwikbarometer: bij een bepaalde luchtdruk zal het volume van het kwik zich aanpassen in de
kwikkolom.
50)
Is de volgende stelling juist of fout en verklaar ook waarom je voor dit antwoord koos. Als we
bij de proef van Torricelli een buis met dubbele doorsnede nemen, dan halveert de hoogte
van de kwikkolom.
Antw: Fout, de doorsnede heeft niets te maken met de hoogte van de kwikkolom.
Als de druk verandert zal de hoogte ook veranderen.
51)
Met welk meettoestel kun je de diepte in een vloeistof meten?
Antw: Een manometer
52)
Welk meettoestel is dit?
Antw: een manometer
53)
Welk meettoestel is dit?
Antw: Een barometer
54)
Verklaar de werking van de barometer?
Antw: Een barometer bestaat uit een luchtledig doosje dat wordt ingedrukt door de atmosferische druk.
Door deze verandering aan het oppervlak van het doosje zal de wijzer bewegen.
Pagina | 9
HET LABORINT
DE VRAGENBUNDEL
B51: Aan de hand van leefwereldsituaties verklaren waarom
voorwerpen een gewichtsvermindering ondergaan als ze
ondergedompeld worden in een vloeistof of een gas.
55)
Wat is de definitie van de archimedeskracht?
Antw: Een voorwerp waarvan een volume V ondergedompeld wordt in een vloeistof met een dichtheid
ondervindt een opwaartse kracht, de archimedeskracht.
56)
Een bal wordt 1 m onder water geduwd. Diezelfde bal wordt later 2 m onder water geduwd.
Wanneer is de archimedeskracht het grootst?
Antw: De archimedeskracht is in beide gevallen even groot want het volume van het voorwerp dat
ondergedompeld wordt, blijft onveranderd, dus blijft de opwaartse kracht dezelfde.
57)
De archimedeskracht heeft in de fysica nog een andere benaming, wat is deze benaming?
Antw: Stuwkracht
58)
Wat zijn de afhankelijke factoren bij de wet van Archimedes?
Antw: De massadichtheid van de vloeistof, de zwaarteveldsterkte en het volume van de hoeveelheid verplaatste
vloeistof.
59)
Een metalen cilinder met massa m is opgehangen in een beker met water (met massa M). De
cilinder is volledig ondergedompeld en raakt de bodem niet. Het geheel wordt op een
weegschaal geplaatst. Is de massa die de weegschaal aanduidt:
A)
Gelijk aan M?
B)
Kleiner dan M+m?
C)
Gelijk aan M+m?
Antw: B, want er werkt een opwaartse kracht op de metalen cilinder. De archimedeskracht zorgt voor
een vermindering in gewicht.
60)
Een metalen cilinder met massa m wordt in een beker met water (massa M) gezet. Het
geheel wordt op een weegschaal geplaatst. Is de massa die de weegschaal aanduidt:
A)
Gelijk aan M?
B)
Kleiner dan M+m?
C)
Gelijk aan M+m?
Antw: C, De metalen cilinder rust op de bodem van het glas. Er werkt geen archimedeskracht op de
cilinder, dus is er geen vermindering in gewicht.
61)
Welke formule van de archimedeskracht op een volledig ondergedompeld voorwerp zijn
juist? Motiveer je antwoord.
A)
𝐹𝐴 = 𝜌𝑣𝑤 . 𝑔 . 𝑉𝑣𝑤
B)
𝐹𝐴 = 𝜌𝑣𝑙 . 𝑔 . 𝑉𝑣𝑤
C)
𝐹𝐴 = 𝜌𝑣𝑙 . 𝑔 . 𝑉𝑣𝑙
Antw: B, want de archimedeskracht is afhankelijk van de massadichtheid van de vloeistof, volume van het
voorwerp en de zwaarteveldsterkte.
62)
Hoe kan je ervoor zorgen dat je een ei kan laten zweven in een bokaal water?
Antw: Omdat het ei oorspronkelijk zinkt moet je de massadichtheid van de vloeistof verhogen.
Dit doe je door zout toe te voegen.
Pagina | 10
HET LABORINT
63)
DE VRAGENBUNDEL
Een massief vast voorwerp wordt ondergedompeld in een homogene vloeistof op een diepte
van 5,00 cm, waar het blijft zweven. Men duwt het lichaam nu naar beneden tot het 10,0 cm
onder de vloeistofspiegel zit. Men houdt het daar vast en laat het daarna voorzichtig los. Wat
gebeurt er?
A)
Het voorwerp zinkt
B)
Het voorwerp zweeft
C)
Het voorwerp stijgt tot 5,00 cm
D)
Het voorwerp stijgt tot boven
Antw: B, want de archimedeskracht is onafhankelijk van de diepte.
64)
Verklaar waarom een duikboot zowel kan dalen als stijgen in water.
Antw: Door de luchttoevoer te regelen kan de duikboot zowel dalen als stijgen in water. De luchtkleppen kunnen
ervoor zorgen dat er veel of weinig water in en uit de duikboot kan gaan en in reservoirs terechtkomt.
65)
Een roeiboot drijft in een zwembad en het waterniveau wordt op de rand aangegeven. Stel
dat boot uit het water wordt gehaald. Wat gebeurt er met het waterniveau?
Antw: Het waterniveau daalt, want er wordt geen water meer verplaatst.
66)
Een roeiboot drijft in een zwembad en het waterniveau wordt op de rand van het zwembad
aangegeven. Wat gebeurt er met het waterniveau als er in de boot in het water een stalen
anker ligt dat je in het zwembad gooit?
Antw: Het waterniveau daalt. Indien het anker in de boot ligt, zal het meer water doen verplaatsen, dan
wanneer het anker in het water ligt.
67)
Een roeiboot drijft in een zwembad en het waterniveau wordt op de rand van het zwembad
aangegeven. Wat gebeurt er met het waterniveau als er in de boot in het water een stalen
anker ligt dat uit de boot op de kant wordt gelegd?
Antw: Het waterniveau daalt, want je vermindert in massa door het anker aan de kant te gooien.
68)
Een lichaam wordt ondergedompeld in water (ρ = 1000 kg/m³) en heeft een volume van 11
cm³ Zal het zinken, zweven of drijven in het water als je weet dat het lichaam een massa
heeft van 15 g? Waarom?
Antw: Het lichaam zal zinken want zijn massadichtheid is 1363 kg/m³.
69)
Een visser heeft een laars aan een haak geslagen. Verklaar waarom de vislijn
pas sterk zal doorbuigen bij het ophalen van de laars uit het water.
Antw: In het water zal de laars nog een opwaartse kracht ondervinden, eenmaal uit het water verdwijnt
deze kracht en zal de resulterende kracht naar benden toenemen.
70)
Drijft lood op kwik als je weet dat ρHg = 13590 kg/m³ en ρPb = 11300 kg/m³?
Antw: Ja, want de massadichtheid van lood is kleiner dan kwik dus blijft lood drijven op kwik.
Pagina | 11
HET LABORINT
DE VRAGENBUNDEL
B53: Het verband tussen de toestandsgrootheden: druk, volume en
temperatuur van een bepaalde hoeveelheid gas aangeven en
toepassen.
B55: Met behulp van het deeltjesmodel de afzonderlijke gaswetten
verklaren en de fysische betekenis van het nulpunt toelichten.
71)
Welke drie grootheden onderscheiden we nog als we de massa van een gas al vastleggen?
Antw: Druk , temperatuur en volume.
72)
Wat is het ‘dood volume’?
Antw: Het volume vloeistof of gas dat in het systeem zit die we buiten beschouwing laten tijdens de
experimenten.
73)
We maken een ballon groter door hem onder een koepel te plaatsen en de
lucht onder de koepel weg te zuigen. Welke grootheid blijft er in deze situatie constant
A)
druk
B)
temperatuur
C)
volume
Antw: B, door te druk te verlagen zal het volume toenemen. De temperatuur is constant.
74)
We maken een ballon groter door CO2 aan de ballon toe te voegen. Welke grootheid blijft er
in deze situatie constant?
A)
druk
B)
temperatuur
C)
volume
Antw: B, door CO2 toe te voegen verander je niets aan de temperatuur.
75)
We maken een ballon een klein beetje groter door hem met een haardroger een klein beetje
te verwarmen. Welke grootheid blijft er in deze situatie constant?
A)
druk
B)
temperatuur
C)
volume
Antw: A, je gebruikt de haardroger om de temperatuur te vergroten en zo het volume te vergroten.
76)
We sluiten de deur van een diepvrieskast. We kunnen ze niet onmiddellijk openen. Welke
grootheid blijft er in deze situatie constant?
A)
druk
B)
temperatuur
C)
volume
Antw: C, bij het openen van de deur zal de druk en temperatuur veranderen. Dus blijft het volume
constant.
77)
Bij een isochoor proces op een bepaalde hoeveelheid gas, zal:
A)
de druk toenemen en de temperatuur dalen
B)
de druk en de temperatuur toenemen
C)
de druk en de temperatuur constant blijven
D)
de druk dalen en de temperatuur toenemen
Antw: B, bij een isochoor proces blijft het volume constant.
Pagina | 12
HET LABORINT
78)
DE VRAGENBUNDEL
Een open waterreservoir bevat water tot een diepte van 20 m. De temperatuur van het
water is constant. De atmosferische druk is gelijk aan de druk van een waterkolom van 10 m
hoogte. Een luchtbel vertrekt op de bodem en stijgt tot het wateroppervlak. Dan zal het
volume van de bel:
A)
gehalveerd zijn alvorens aan de oppervlakte te komen
B)
verdubbeld zijn alvorens ze aan de oppervlakte komt
C)
constant blijven
D)
gehalveerd zijn alvorens ze 10 m gestegen is
Antw: B. Als de luchtbel stijgt, daalt de druk op de luchtbel. Hierdoor zal het volume toenemen.
79)
Is de volgende stelling juist of fout en verklaar ook waarom je voor dit antwoord koos. Om
een volume van een gas bij een constante druk te verdubbelen, moet de temperatuur
verdubbelen.
Antw: Juist, volume en temperatuur hebben een recht evenredige verhouding.
80)
Een zekere hoeveelheid gas zet uit bij constante temperatuur. Welke fysische kenmerken
van het gas stijgen van de hieronder vermelde?
A)
Het gemiddeld aantal moleculen per volume
B)
De gemiddelde snelheid
C)
De gemiddelde kinetische energie
D)
De gemiddelde afstand tussen de moleculen
E)
Het gemiddeld aantal botsingen per tijd op de wand van het vat
Antw: E, hoe meer botsingen op de wand, hoe groter het volume van het gas.
81)
Waarom kunnen fietsbanden in de zomer ontploffen? Verklaar via het deeltjesmodel.
Antw: In de zomer stijgt de temperatuur in de banden, het volume is contant. De druk in de band zal toenemen.
Een te hoge druk zorgt ervoor dat de band zal ontploffen.
82)
Waarom kunnen fietsbanden, die niet lek zijn, in de winter plat staan? verklaar via het
deeltjesmodel.
Antw: In de winter daalt de temperatuur waardoor de snelheid van de deeltjes vermindert. Door deze
snelheidsvermindering zullen de deeltjes minder snel botsen tegen de wand en zal de druk dalen. De buitendruk
is groter dan de binnendruk, dus wordt de band platgeduwd.
83)
Waarom noemt men -273,15 K het absolute nulpunt?
Antw: Bij -273,15 K is de temperatuur zo laag dat de deeltjes niet meer zullen bewegen.
84)
Iemand blaast een ballonnetje op en sluit het daarna af. In welke situatie kunnen we spreken
van een constante temperatuur:
A)
Als de persoon het ballonnetje na het opblazen langzaam indrukt
B)
Als de persoon het ballonnetje na het opblazen in de zon legt
Antw: A. Het volume neemt af, de druk neemt toe en de temperatuur is constant.
85)
Is de volgende stelling juist of fout en verklaar ook waarom je voor dit antwoord koos. Een
verandering van inwendige energie van een stof is steeds waarneembaar door een
temperatuursverandering.
Antw: Juist, want de inwendige energie hangt samen met de snelheid van de deeltjes. Als de inwendige energie
verandert zal de snelheid van de deeltjes veranderen en ook de temperatuur.
Pagina | 13
HET LABORINT
DE VRAGENBUNDEL
B54: Grafisch het verband tussen twee toestandsgrootheden
weergeven als de derde constant gehouden wordt.
86)
De grafiek geeft het verband weer tussen volume en temperatuur voor twee gassen. Welk
gas heeft de grootste druk?
Antw: Gas 1, want voor eenzelfde volume is de temperatuur van gas 1 groter dan van gas 2, dus er is een
grotere druk bij gas 1 dan bij gas 2.
87)
Welke van de drie onderstaande grafieken stellen een isobare toestandsverandering voor?
Antw: Grafiek 1, want bij een isobaar proces blijft de druk constant
Pagina | 14
HET LABORINT
88)
DE VRAGENBUNDEL
Welk proces doet er zich voor tijdens fase 1 van deze grafiek? Verklaar je antwoord.
Antw: Isobaar, oftewel 'bij constante druk'. Een isobaar proces wordt in het diagram weergegeven door een
horizontale lijn, want alleen het volume verandert.
89)
Welk proces doet er zich voor tijdens fase 2 van deze grafiek? Verklaar je antwoord.
Antw: Isochoor, oftewel 'bij constant volume'. Een isochoor proces wordt in het diagram weergegeven door
een verticale lijn: de druk verandert, maar het volume blijft gelijk.
90)
Welk proces doet er zich voor tijdens fase 3 van deze grafiek? Verklaar je antwoord.
Antw: Isotherm, oftewel 'bij constante temperatuur'. Als de temperatuur en het aantal deeltjes constant blijven,
moet het product van p en V ook constant blijven. De druk moet dan dus omgekeerd evenredig zijn met het
volume.
Pagina | 15
HET LABORINT
DE VRAGENBUNDEL
B56: De algemene gaswet formuleren en toepassen met behulp van
de molaire of universele gasconstante.
91)
Wat is een ideaal gas? Bespreek dit aan de hand van het deeltjesmodel.
Antw: Een ideaal gas bestaat uit moleculen die een te verwaarlozen ruimte innemen en waartussen te
verwaarlozen krachten bestaan, behalve bij botsingen. Alle botsingen tussen moleculen en tussen
moleculen en de wanden zijn perfect elastisch.
92)
Wat is de algemene gaswet?
Antw: De algemene gaswet beschrijft het gedrag van ideale gassen onder invloed van druk, volume,
temperatuur en aantal deeltjes. De wet luidt: p V = n R T (met R de gasconstante en n het aantal deeltjes.
93)
De molaire massa van H2-gas is 2,00 g/mol en van O2-gas 32,0 g/mol. Wanneer we in 2 even
grote kolven respectievelijk 2,00 g H2-gas en 2,00 g O2-gas opsluiten en beide op dezelfde
temperatuur brengen, dan is de druk:
A)
in beide kolven even groot
B)
voor O2-gas 16 maal groter
C)
voor O2-gas 16 maal kleiner
D)
voor O2-gas 32 maal groter
E)
voor O2-gas 32 maal kleiner
Antw: B, want de molaire massa van O2-gas is 16 maal groter dan H2. Voor 1 mol zijn er 16 keer meer deeltjes
bij het O2-gas dan bij H2, dit wil zeggen dat de druk groter is.
94)
Hoe groot is het volume van een bepaalde hoeveelheid gas bij het absolute nulpunt volgens
de algemene gaswet.
Antw: Volume van het gas is de som van de volumes van de deeltjes zelf.
95)
Is de volgende stelling juist of fout en verklaar ook waarom je voor dit antwoord koos. De
universele gasconstante toont aan dat het volume ingenomen door een zelfde hoeveelheid
gas bij een bepaalde temperatuur en druk afhangt van het soort gas.
Antw: Fout, de universele gasconstante is bij alle gassen hetzelfde.
96)
Schets het deeltjesmodel van een ideaal gas en vergelijk dit met het deeltjesmodel van een
reëel gas.
Antw: Onder een ideaal gas verstaan we een éénatomig molecuul met een puntmassa en die geen kracht
uitoefent op andere moleculen. Bij een reëel gas zal een molecuul uit meerdere atomen bestaan die ook
krachten uitoefenen onderling en op andere moleculen.
Pagina | 16