H7.1 Materialen toepassen

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo k, g
• Leerjaar 3

H7 Materialen

Voorkennis

7.1 Materialen toepassen

7.2 Van grondstof tot product

7.3 Afvalverwerking

7.4 Dichtheid

Leerdoelen 

1. Je kunt  5 stofeigenschappen benoemen en daarmee stoffen van elkaar onderscheiden.
2. Je kunt het volume van een hoeveelheid vloeistof bepalen
3. Je kunt uitleggen wat de dichtheid van een stof is en in welke eenheid dichtheid wordt uitgedrukt.
4. Je kunt de dichtheid van een stof bepalen als de massa en het volume zijn gegeven 

Iets heeft de volgende eigenschappen.
Doorzichtig, hard en breekbaar.
Welke stof zou dit kunnen zijn?

Volume ​bepalen; twee manieren

Berekenen volume (cm3)

• lengte x breedte x hoogte

Onderdompelmethode:

• 1 ml = 1 cm3
• Volume voorwerp = volume verandering

2) Bepaal het volume           (in cm3) van de steen door de onderdompelmethode

• Volume beginstand = 31 ml
  
• Volume eindstand = 48 ml
  
• Volume = eindstand - beginstand 
•              = 48 - 31 = 17 ml = 17 cm3
  

3) Bij een proef krijg je een blok staal en een blok aluminium van elk 1 kg.
De dichtheid van staal is 7,8 g/cm3 en de dichtheid van aluminium is 2,7 g/cm3.
Welk blok heeft het grootste volume.

1. Staal
2. Aluminium

5) Een messing staaf heeft een massa van 680 g.

Het volume van de staaf is 80 cm3.

Bereken de dichtheid van messing.

• Dichtheid = ? g/cm3
  
• Massa = 680 g
  
• Volume = 80 cm3
• Dichtheid = massa : volume 
•                 = 680 : 80 = 8,5 g/cm3

6a) Welke twee gassen ontstaan als je een brandstof volledig verbrandt?

1. Waterdamp en zuurstof
2. Waterdamp en koolstofdioxide
3. Waterdamp en koolstofmonoxide
4. Koolstofdioxide en koolstofmonoxide

6b) vul het reactieschema van de volledige verbranding van aardgas in.

+

+

  ^_______>

verbranding

koolstofdioxide

zuurstof

water

aardgas

H7.1 Materialen toepassen

Leerdoelen

Materialen gebruiken

Hout, glas, polyetheen, composieten

Tenten ontwerpen X

Leerdoelen H7.1

1. Je kunt drie eigenschappen noemen die belangrijk zijn voor een constructiemateriaal.
   
2. Je kunt uitleggen wat wordt bedoeld met ‘verspanen’ en ‘verspanende bewerkingen’.
   
3. Je kunt toelichten waarom vloeistoffen vaak in glas of in polyetheen worden verpakt.
   
4. Je kunt uitleggen waarom carbonfiber veel wordt toegepast in (top)sportartikelen.
   
5. Je kunt uitleggen dat de functie van een tent bepalend is voor de materiaalkeuze.    (extra stof)
   

Mensen maken huizen van allerlei materialen: van steen, van hout, van gedroogde modder, van riet en zelfs van sneeuw. Waarom kies je voor een bepaald materiaal?

Materialen gebruiken

Alle voorwerpen die je ziet bestaan uit stoffen en materialen. 

Als je stoffen en materialen gebruikt, moet je hun eigenschappen kennen en je moet weten hoe je veilig met die stoffen om kunt gaan.

Hout

Geschikt als constructie materiaal

• Goede trek en duwkrachten

Makkelijk te bewerken:

• Verspaanbaar; 
• Schaven, zagen, boren, vijlen, schuren...

Houten onderdelen verbinden:

• Spijkers, Schroeven, Lijm, pennen, bouten en moeren

Glas

verpakkingsmateriaal:

• Houdt vloeistoffen en gassen tegen.
• Geeft geen stoffen af aan de inhoud van de fles.
• glas niet wordt aangetast door zuren in de vloeistof.
  

Polyetheen (PE)

Verschillende soorten:

• LDPE = low density ;  lage 𝛒 PE       = taai en buigzaam.

• HDPE = high density ; hoge 𝛒 PE   = taai en vrijwel onbreekbaar.
  

Composieten 

Een composiet is een materiaal dat bestaat uit verschillende materialen. 

vb: Carbonfiber (kunststof en vezels)

• kleine dichtheid
• extreem sterk
• kunnen grote trekkrachten opvangen

4) Met welke werktuigen kun je verspanende bewerkingen bij hout uitvoeren?

Met deze werktuigen kun je geen verspanende bewerkingen uitvoeren bij hout

Met deze werktuigen kun je verspanende bewerkingen uitvoeren bij hout

beitel

vijl

zaag

schaaf

hamer

lijmklem

schroevendraaier

Waarom wordt bij topsport van carbon materialen gebruikt.

1. Het is licht
2. Het is goedkoop
3. De dichtheid is klein
4. Het is mooi

Wat is het verschil tussen LDPE en HDPE ?

1. LDPE is taai en buigzaam HDPE is stijf
2. LDPE is goed voor emmers HDPE is goed voor folie
3. LDPE heeft een (erg) hoge dichtheid HDPE heeft een lagere dichtheid
4. LDPE smelt bij hoge temperatuur HDPE smelt bij lage temperatuur

SAMENVATTING H7.1

Hout:

• bestand tegen druk- en trekkrachten, makkelijk te verbinden en verspaanbaar
• In veel constructies (stoel, huis, etc)

glas:

• Houdt vloeistof en gassen tegen, doorzichtig, vormvast bij lage en hoge temperaturen
• ramen, flessen, meubels

polyetheen (PE):

LDPE: 

• taai en buigbaar => folie, plastic tassen

HDPE: 

• Stijver, zelfde voordelen als glas, maar veel sterker => emmers, verpakking

Composieten: Kunststof versterkt met koolstofvezels

• kleine dichtheid, extreem sterk en kunnen grote trekkrachten opvangen
• vb Carbonfiber van racefietsframe

Zelfstandig werken

Lees: H7.1 goed door en maak de opgaven

Kader: opg 1 t/m 7 (p. 142)

GT: opg 1 t/m 6 (p. 144) 

Controleer voorkennis

5) Een messing staaf heeft een massa van 680 g.
Het volume van de staaf is 80 cm3.
Bereken de dichtheid van messing.

2) Bepaal het volume
(in cm3) van de steen door de onderdompelmethode

Metalen

Toepassingen:

• Metalen worden vaak door lassen of solderen aan elkaar verbonden. 

• Metalen geleiden goed => koper als isolatiedraad

Productieproces

Grondstoffen uit de natuur halen

↓

Grondstoffen chemisch bewerken

↓

Halffabricaten maken

↓

Eindproduct maken

↓

Recyclen

Productieproces

Grondstoffen uit de natuur halen

↓

Grondstoffen chemisch bewerken

↓

Halffabricaten maken

↓

Eindproduct maken

↓

Recyclen

Wat zijn grondstoffen?

1. aarde
2. grondstoffen halen we uit de grond om producten mee te maken

Recyclen is?

1. Hergebruiken van grondstoffen
2. Toepassen van grondstoffen
3. Niet hergebruiken van grondstoffen
4. Verkopen van grondstoffen

Welke van de onderstaande materialen is een geleider?

1. Rubber
2. Koper
3. plastic
4. hout