V3_§6.3 Toepassingen van metalen

• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 3

Inhoud

• Uitleg §6.3
• Maken opgaven 20 t/m 28 

Toepassingen van metalen

• Huishoudelijke artikelen, zoals bestek, pannen, kranen, leidingen, handvaten, meubilair, etc.
• Constructiemateriaal, zoals in de bouw van gebouwen, vervoersmiddelen, treinrails, bruggen, etc.
• Elektrische bedrading
• Kunst, zoals koperen en stalen beelden
• Verpakkingen, zoals blikjes, bussen, chipszakken, etc. 

Constructiemateriaal

• Als constructie materiaal moet er met een eigenschap van metaal veel rekening worden gehouden, namelijk de uitzettingsgraad
• Metaal zet uit wanneer het warm wordt, en krimpt weer in wanneer het afkoelt. Hoever een bepaald metaal uitzet wordt aangegeven met de Lineaire uitzettingscoëfficiënt 

Lineaire uitzettingscoëfficiënt 

De toename in lengte van een metaal kan berekend worden met de volgende formule:
 Δl = α · l₀ · ΔT
Δl = verandering in lengte in meter (m)
α = Lineaire uitzettingscoëfficiënt in één per kelvin (1/K)
l₀ = de oorspronkelijke lengte (m)
ΔT = Het verschil in temperatuur in kelvin (K)

Een treinspoor van 5 km wordt blootgesteld aan een temperatuursverandering van -20 tot 40 °C. De α van het staal is 12·10⁻⁶ /K. Wat is de lengteverandering over deze temperatuur?
Δl = α · l₀ · ΔT

1. 0,0036 m
2. 3,6 m
3. 0,0012 m
4. 1,2 m

Elektrische bedrading

Niet elk metaal geleid elektriciteit even goed. Dit komt door de soortelijke weerstand van het metaal. De soortelijke weerstand zegt eigenlijk hoe lastig het voor de stroom is om door het metaal heen te stromen, een hogere weerstand betekent dat de stroom er lastiger doorheen stroomt

Soortelijke weerstand

De totale weerstand van een kabel kan worden berekend met de volgende formule:

R = ρ · l / A

R = de weerstand in Ohm (Ω)

ρ = de soortelijke weerstand in ohm maal meter (Ω·m)

l = de lengte in meter (m)

A = de doorsnede van de draad in vierkante meter (m³)

Bereken de weerstand van een koperdraad van 5 meter en een doorsnede van 5 mm, ρ = 1,67·10⁻⁸
R = ρ · l / A

1. 0,0043 Ω
2. 1,67·10⁻⁵ Ω
3. 1,67·10⁻⁸ Ω
4. 4,25·10⁻⁹ Ω

Een 1 meter draad met een oppervlakte van 1,3·10⁻⁵ m³, heeft een weerstand van 0,00122 Ω. Van welk metaal is de draad gemaakt?

1. Koper
2. Zilver
3. Goud
4. Aluminium

Huiswerk

Aan de slag met opgaven:
20 t/m 28