3. Rekenen aan Thermometers

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo, vwo
• Leerjaar 2

3. Rekenen aan thermometers

Notitie voor docent

neem een thermometer zonder schaalverdeling mee

Planning vandaag

• Korte herhaling vorige les
  
• Thermometer ijken
• Absolute nulpunt
  
• Kelvin

Onderdelen vloeistofthermometer

?????????

?????????

?????????

Onderdelen vloeistofthermometer

Hoe werkt een vloeistof thermometer?

Meneer Celsius IJkte zijn thermometer

IJKEN

IJken is het maken van een schaalverdeling. Het maken van de streepjes en getallen op een thermometer

Meneer Celsius IJkte zijn thermometer

Om een schaalverdeling op een thermometer te maken, bepaal je eerst vaste punten, zoals het vriespunt (0°C) en kookpunt (100°C) van water. Tussen deze punten verdeel je de ruimte gelijkmatig in kleinere delen, bijvoorbeeld elke graad. Zo kun je op de thermometer precies aflezen hoe warm of koud het is.

Oefenopdracht thermometer

IJKEN

IJken is het maken van een schaalverdeling. Het maken van de streepjes en getallen op een thermometer

Oefenopdracht thermometer

IJKEN

IJken is het maken van een schaalverdeling. Het maken van de streepjes en getallen op een thermometer

Oefenopdracht thermometer

IJKEN

IJken is het maken van een schaalverdeling. Het maken van de streepjes en getallen op een thermometer

Oefenopdracht thermometer

°C	100
cm	13,8

gebruik een verhoudingstabel

Oefenopdracht thermometer

°C	100	7,25
cm	13,8	1

gebruik een verhoudingstabel

÷13,8

÷13,8

Oefenopdracht thermometer

°C	100	7,25	26,1
cm	13,8	1	3,6

gebruik een verhoudingstabel

÷13,8

÷13,8

x3,6

x3,6

Dus: De thermometer geef 26°C aan

Rekenvragen thermometer

Bij dit soort rekenvragen is er altijd één onbekende die je moet uitrekenen

Warm & Koud

Het warmste punt in ons zonnestelsel is de zon (ongeveer 15 miljoen °C).

Wat is het koudste punt in ons zonnestelsel?

Warm & Koud

Hoe koud denk je dat dat is?

Warm & Koud

Het de laagste temperatuur die mogelijk is, is -273°C. Bij die temperatuur staan de atomen stil. Het kan niet kouder worden want atomen kunnen niet 'nog stiller' staan als ze al stilstaan.

Hogere temperaturen zoals 15 miljoen °C kunnen wel want atomen kunnen wel veel harder gaan bewegen, hoe hoger de temperatuur hoe sneller de deeltjes bewegen

Absolute nulpunt

Absolute nulpunt = -273°C

Meneer Kelvin gebruikte dit als nulpunt omdat negatieve temperaturen slecht in natuurkundige formules paste.

dus

Absolute nulpunt & kelvin

Kelvin --> Celsius -273

Celsius --> Kelvin +273

Kelvin --> Celsius -273

Celsius --> Kelvin +273

Absolute nulpunt & kelvin

Absolute nulpunt & kelvin

Kelvin --> Celsius -273

Celsius --> Kelvin +273

Omrekenen Celsius en Kelvin

15°C = ...... K

100 K = ...... °C

-20 K = ...... °C

a = 288K

b = -173°C

c = kan niet

Bij vraag C is het eigenlijk -293°C maar dat kan niet want dit is onder het absolute nulpunt

Samengevat - Thermometer IJken

Hoe IJkte meneer Celsius zijn Thermometer?

Stap 1: Plaats de thermometer zonder schaalverdeling in ijswater. Hij besloot dat dit 0°C moest zijn en zette een streepje op de thermometer.

Stap 2: Plaats de thermometer zonder schaalverdeling in kokend water. Hij besloot dat dit 100°C was en zette een tweede streepje op de thermometer.

Stap 3: Verdeel de afstand tussen de twee streepjes in 100 gelijke delen. Nu kon hij de tussenliggende streepjes toevoegen en de thermometer gebruiken.

Samengevat - Rekenvragen thermometer

Bij dit soort rekenvragen is er altijd één onbekende die je moet uitrekenen

Hieronder een video met twee voorbeelden:

Samengevat - Kelvin

Het kan nooit kouder zijn dan het absolute nulpunt. Dat is -273°C. Bij deze temperatuur staan deeltjes stil en kunnen ze niet nóg stiller staan. 

Kelvin zei dat dit 0 Kelvin was. Zo kun je graden Celsius en Kelvin omrekenen.

Verwerkingsvragen

Dit is huiswerk

In SOM kan je vinden wanneer dit af moet zijn

De groene vragen zijn optioneel

Vraag 1: Een temperatuur van 20 graden Celsius komt overeen met _______ Kelvin.

Vraag 2: Een temperatuur van 320 Kelvin komt overeen met een temperatuur van ______ graden Celsius.

Vraag 3: Een koortsthermometer heeft een bereik van 10 graden Celsius tot 50 graden Celsius

1. waar
2. niet waar

Vraag 4: Het absolute nulpunt bevindt zich bij:
____K
____graden Celcius

Vraag 5: Celsius nam als 0-punt van zijn thermometer

1. het kookpunt van water
2. het vriespunt van water
3. de temperatuur waarbij alle moleculen niet meer bewegen (stilstaan)

Vraag 6: Hoe heet het aanbrengen van een schaalverdeling op een meetinstrument? (let op: antwoord is 1 woord)

Vraag 7: Bekijk de afbeelding hiernaast. Hoeveel graden Celsius geeft de thermometer nu aan?

1. 4,3°C
2. 77°C
3. 2,3°C
4. 23°C

Vraag 8: Bekijk de afbeelding hiernaast. Hoeveel graden Celsius geeft de thermometer nu aan? Geef een berekening.

Vraag 9

Bob's thermometer

Bob heeft op een thermometer zonder schaalverdeling het nulpunt (0°C) en het honderpunt (100°C) aangegeven. De twee streepjes staan 12 cm uit elkaar. 

zie de 2 vragen op de volgende dia's

Vraag 9a: Hoeveel centimeter ligt het streepje van -20°C onder het streepje van 0°C ?(geef een korte uitleg)

Vraag 9b: Als Bob zijn zelfgemaakte thermometer in water van onbekende temperatuur plaatst, stijgt de alcohol tot op 5,4 cm boven het streepje van 0°C.
Reken uit welke temperatuur dit water had. (geef een berekening)

Vraag 10:
Bekijk de afbeelding. Wat is de afstand tussen de streepjes van 0°C en 100°C?

Antwoorden open vragen

Vraag 8

De afstand tussen 0°C en ??°C is 2 cm. (want 8cm - 6 cm = 2 cm)

Vraag 9a

2,4 cm.

Tussen 0 en 100 zit 12 cm

Dit betekent dat dus tussen 0 en 10 1,2 cm zit (delen door 10)

Dit betekent dat dus tussen 0 en 20 2,4 cm zit (keer 2)

De afstand tussen 0 en 20 is natuurlijk hetzelfde als de afstand tussen 0 en -20

Vraag 9b

45°C

Tussen 0 en 100 zit 12 cm

Dit betekent dus dat 1 cm 8,3°C is (100 : 12)

Dit betekent dus dat 5,4 cm 45°C is (8,3 x 5,4)

°C	100	8,3	45
cm	12	1	5,4

÷12

x5,4

÷12

x5,4

°C	100	25
cm	8	2

÷4

÷4

Antwoorden open vragen

Vraag 10

Het aantal graden tussen 32°C en 100°C is 68°C. De afstand hiertussen is 12,3 cm.

Dit kan je invullen in de verhoudingstabel

°C	68
cm	12,3

÷68

x100

÷68

Je wilt weten hoeveel cm er tussen 100 graden celsius zit.

Dit kan je invullen in de verhoudingstabel

°C	68		100
cm	12,3

Nu kan je het uitrekenen

°C	68	1	100
cm	12,3	0,181	18,1

x100

Antwoord 18,1°C