3.1: IJs, water, waterdamp

• Natuurkunde / Scheikunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 2

• Binnen = beginnen
  
• Ga rustige op je plek zitten.
  
• Lees je Nova boek blz. 54 t/m 56.
  
• Zoek de betekenis van de blauw woorden en noteer ze in je schrift. 
• Stil, 10 min

    Telefoon uit en in je tas

Wat gaan we doen vandaag?

• Introductie van  H3 Water
• Uitleg paragraaf H3.1
• Zelfstandig werken
  
• Afsluiting/Vragen H3.1

Leerdoelen

1. Je kunt de drie fasen waarin water kan voorkomen benoemen en uitleggen met het deeltjesmodel.
   
2. Je kunt uitleggen waarom ijs en veel andere vaste stoffen een kenmerkende kristalstructuur hebben.
   
3. Je kunt met het deeltjesmodel verklaren hoe een kristalstructuur ontstaat.
   
4. Je kunt uitleggen wat cohesie en adhesie zijn en daarvan voorbeelden geven. (plusstof)

Introductie

Regen, sneeuw, mist, hagel, rijp en dauw zien er heel verschillend uit. Regen bestaat uit doorzichtige druppels, sneeuwvlokken zijn wit en donzig, mist is een dichte grijze nevel die je het zicht beneemt op de wereld om je heen, enzovoort. Toch gaat het bij al deze weersverschijnselen om dezelfde stof: water.

Vast, vloeibaar en gasvormig

Water kan, net als veel andere stoffen, voorkomen in drie toestanden:

• als vaste stof: ijs;

• als vloeistof: (vloeibaar) water;

• als gas: waterdamp.

Deze drie toestanden worden ook wel fasen genoemd.

Rijp bestaat uit allemaal kleine ijskristallen.

Waterdamp

In de lucht die je uitademt, zit verhoudingsgewijs veel waterdamp. Normaal gesproken merk je dat niet. Maar bij koud weer kan de waterdamp in je adem overgaan in kleine waterdruppeltjes, doordat je warme adem afkoelt in de koude buitenlucht. Je ziet dan een klein nevelwolkje voor je mond verschijnen

De fasen in het deeltjesmodel

Je kunt niet zien hoe de moleculen van een stof zoals water zich gedragen. Maar je kunt wel proberen om je dat voor te stellen. Je probeert dan voor je te zien wat moleculen doen en hoe ze elkaar beïnvloeden. Zo kun je je een beeld vormen van wat een stof is. Zo’n beeld noem je ook wel een ‘model van een stof’.

deeltjesmodel

In de natuurkunde en scheikunde wordt veel gebruikgemaakt van het deeltjesmodel. In dit model bestaat een stof steeds uit dezelfde moleculen, of de stof nu vast, vloeibaar of gasvormig is. Dat een stof verschillende fasen heeft, komt doordat de moleculen op verschillende manieren kunnen bewegen (en niet doordat de moleculen zelf veranderen).

Vaste stof

In een vaste stof hebben alle moleculen een eigen, vaste plaats (figuur 3a). De moleculen staan niet helemaal stil: ze trillen voortdurend heen en weer rond een gemiddelde ‘evenwichtsstand’, zonder hun vaste positie ten opzichte van de andere moleculen kwijt te raken. Een blok ijs heeft daardoor niet alleen een vast volume, maar ook een vaste vorm.

Vloeistof

In een vloeistof hebben de moleculen geen vaste plaats. Ze bewegen voortdurend in alle richtingen langs elkaar heen (figuur 3b). Doordat de moleculen niet aan een vaste plaats gebonden zijn, heeft een waterdruppel geen vaste vorm. De moleculen blijven wel zo dicht mogelijk bij elkaar. Daardoor heeft een druppel water wel een vast volume.

Gas

In een gas bewegen de moleculen los van elkaar. Ze verspreiden zich meteen over de ruimte waar het gas in zit (figuur 3c). Hun onderlinge afstand is gemiddeld erg groot. De moleculen beïnvloeden elkaar niet, behalve wanneer ze op elkaar botsen. Een gas zoals waterdamp heeft daardoor geen vaste vorm en ook geen vast volume.

Kristalrooster

Dat kristallen een vaste vorm hebben, kun je verklaren met het deeltjesmodel. Omdat de moleculen van een stof allemaal gelijk zijn, kunnen ze op een regelmatige manier ‘gestapeld’ worden, net zoals sinaasappels in een supermarkt (figuur 5). Zo ontstaat een kristalrooster waarin elk molecuul een vaste plaats heeft.

Cohesie en adhesie

Moleculen van dezelfde stof trekken elkaar aan. Dat heet cohesie. Er kan ook een aantrekkingskracht bestaan tussen moleculen van verschillende stoffen. Dat heet adhesie. Cohesie zorgt ervoor dat een waterdruppel een bolvorm aanneemt: de moleculen gaan zo dicht mogelijk op elkaar zitten. Adhesie zorgt ervoor dat een waterdruppel aan een kraan blijft hangen (figuur 7).

Figuur 7: Een druppelende kraan: een voorbeeld van cohesie en adhesie.

Zelfstandig werken

• Wat: lees paragraaf 3.1 en maak opgaven 1 t/m 6 blz. 57
• Hoe: helemaal stil!
• Hulp: Geen
  
• Tijd: 20minuten lang
  
• Huiswerk: opdrachten 7 t/m 11 van paragraaf 3.1  blz. 58
• Klaar?: Lees H3.2 Temperatuur op blz.59

Manieren hoe
water voorkomt

Vast

Vloeibaar

Gas

Zeewater

Waterdamp

Rijp

Mist

Wolk

Stoom

IJsklontje

IJzel

Vormen van
neerslag

Welke van de volgende vormen van water is vloeibaar?

1. Dauw
2. Sneeuw
3. Stoom
4. Wolk

Ga nu je nova boek door lezen blz 54

Maak opgaven 1 t/m 11 blz 57 & 58.  

Huiswerk voor de volgende les:

Maken 1 t/m 11 blz 57 & 58

Lezen 3.2 Temperatuur blz 59 t/m 61

Maak een samenvatting 3.2