Temp en gasdruk

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo k
• Leerjaar 4

Weer: Temperatuur en gasdruk

Deze les: 

• Leerdoelen
• Belangrijke woorden 
• Uitleg
• Vragen maken (in L.U.-les)

Leerdoelen

•  Je kunt het verband tussen gasdruk en temperatuur met het deeltjesmodel toelichten.
  
•  Je kunt de temperatuur omrekenen van graden Celsius naar kelvin en omgekeerd. 
•  Je kunt uitleggen waarom de gevoelstemperatuur soms sterk afwijkt van de echte temperatuur. (extra stof)

Belangrijke woorden

• Gasdruk
• Kelvin
• Absolute nulpunt
• Gevoelstemperatuur 

Uitleg: Gasdruk en Temperatuur

De temperatuur heeft invloed op de gasdruk in een afgesloten ruimte. Dat kun je beredeneren met het deeltjesmodel. Als de temperatuur van het gas stijgt, gaan de moleculen steeds sneller bewegen. De moleculen botsen daardoor vaker en met een grotere snelheid tegen de wanden. Het gevolg is dat de gasdruk toeneemt. Omgekeerd neemt de gasdruk af als de temperatuur weer daalt.

Uitleg 2

Met de opstelling in figuur 4 kun je het verband meten tussen de temperatuur en de gasdruk. Met de manometer meet je de druk van de lucht in de kolf. Met de thermometer meet je de temperatuur. Uit deze proef blijkt dat de druk gelijkmatig groter wordt als de temperatuur stijgt. Uit de toename van de gasdruk kun je eenvoudig afleiden met hoeveel graden de temperatuur is gestegen.

Uitleg Absolute nulpunt

Natuurkundigen hebben ontdekt dat de temperatuur onmogelijk lager kan worden dan −273 °C. Dit is de laagst mogelijke temperatuur, het absolute nulpunt.

Met het deeltjesmodel kun je uitleggen waarom er een allerlaagste temperatuur bestaat. Als je een gas afkoelt, bewegen de moleculen gemiddeld steeds langzamer. Op een gegeven moment komen de moleculen tot stilstand. Ze botsen dan niet meer tegen de wanden van de ruimte. De gasdruk is dan nul geworden. Lager kan de druk – en de temperatuur – onmogelijk worden.

Uitleg 2

Een temperatuur van −273 °C kun je je moeilijk voorstellen. Zelfs op de koudste plaatsen op aarde blijft de temperatuur daar ver boven. De laagste temperatuur die weerkundigen ooit hebben gemeten, is −98 °C. Dat is altijd nog 175 °C boven het absolute nulpunt. Alleen in laboratoria kun je met slimme technieken de temperatuur laten dalen tot bijna het absolute nulpunt.

Uitleg: De kelvinschaal

In de natuurkunde wordt bij het meten van temperatuur vaak de kelvinschaal gebruikt. Deze temperatuurschaal lijkt veel op de schaal van Celsius. De graden zijn precies even groot. De kelvinschaal heeft alleen een ander nulpunt: niet het smeltpunt van water, zoals bij de schaal van Celsius, maar het absolute nulpunt. Een temperatuur van −273 °C komt dus overeen met 0 kelvin.

Uitleg: Gevoelstemperatuur

Als het koud weer is, kan je lichaam snel afkoelen. Dat ligt niet alleen aan de temperatuur. Het is ook belangrijk hoe hard het waait. Hoe groter de windsnelheid, hoe meer warmte je lichaam kwijtraakt. Daardoor voelt −5 °C bij harde wind even koud aan als −18 °C bij rustig weer. In het weerbericht wordt in zo’n geval gezegd: “De gevoelstemperatuur is vandaag 18 graden onder nul.”

Uitleg: Gevoelstemperatuur 2

De gevoelstemperatuur wordt alleen in het weerbericht vermeld als het echt flink koud is, zoals bij een gevoelstemperatuur van −15 °C of lager (figuur 6). Vanaf die waarde bestaat het risico dat onbedekte lichaamsdelen bevriezen. Als de gevoelstemperatuur onder −20 °C ligt, kunnen ook warm geklede mensen gemakkelijk door de kou worden bevangen. Voor een goede bescherming heb je dan extra winddichte kleding nodig.

Aan het werk 

Maken:

Als je klaar bent, laat je dit weten aan SJA

Aan het werk/klaar? 

Klaar?

• Check G.G.F.I.R.E
• Kloppen de eenheden?
• Tekeningen gemaakt?

Bij welke temperatuur ligt het absolute nulpunt?

1. 273 K
2. - 100 graden Celcius
3. 173 K
4. -273 graden Celsius

Je kunt de temperatuur meten in graden Celsius (°C) en in kelvin (K).
- Hoe kun je de temperatuur in K vinden als je de temperatuur in °C kent?

Je kunt de temperatuur meten in graden Celsius (°C) en in kelvin (K).
- Hoe kun je de temperatuur in °C vinden als je de temperatuur in K kent?

Wat geeft de thermometer aan?

Waarom kun je een fiets met hard opgepompte banden beter niet in de felle zon laten staan?

Waarom is het niet verstandig om een spuitbus vlak achter de achterruit van een auto te laten liggen?

Waarom zijn gasflessen gevaarlijk voor brandweermensen die een brand moeten blussen, ook als het gas in de flessen niet brandbaar is?

Van welke twee factoren hangt af hoe snel je lichaam bij koud weer afkoelt?

Bij een gevoelstemperatuur van −15 °C of lager bestaat er kans op

1. Onderkoeling
2. Bevriezing
3. Sneeuwtenen
4. Loopneus

Wat wordt precies bedoeld met
‘de gevoelstemperatuur’?

Waarom wordt de gevoelstemperatuur pas in het weerbericht vermeld vanaf −15 °C?

Hulp

• Lees de lesstof (nog eens) door 
  In je boek of online NOVA
• Vraag een klasgenoot
• mail SJA
  ([e-mail]) 
  

Extra stof

• Zoek op wat "Hellmanpunten" zijn.
• Wat is de hoogste -tot nu toe- score van Hellmanpunten?
  en
  wanneer (jaartal) was dit?
• Als je een overzicht opzoekt, is er dan ook een verband of verloop van Hellmanpunten?
• Laat je antwoorden aan SJA zien