H7 Materialen

• Natuurkunde / Scheikunde
• Middelbare school
• vmbo b
• Leerjaar 4

H7 Materialen

7.1 Materiaaleigenschappen

7.1.1 Je kunt benoemen welke materialen warmte, elektriciteit en geluid goed geleiden en welke materialen niet.

7.1.2 Je kunt uitleggen waarom materialen uitzetten als hun temperatuur hoger wordt.

7.1.3 Je kunt beschrijven wat corrosie is.

7.1.4 Je kunt uitleggen wat verspanen is.

7.1.5 Je kunt benoemen hoe je onderdelen van een voorwerp met elkaar verbindt.

Materiaaleigenschappen

• Kleur
• Gewicht
• Hardheid
•  Brandbaarheid
• Fase (vloeibaar, vast of gas)
• Elektrische weerstand

Goede en slechte warmtegeleiders

• Alle metalen zijn goede warmtegeleiders.

• kunststoffen / gassen/vloeistoffen zijn slechte warmtegeleiders. Ze geven de warmte maar heel langzaam door.  Dit noem je isolator.

• De knop van een radiator  is een ........warmtegeleider.
  

• Handvat van je fiets op een winterse dag is een ........warmtegeleider.

Wat is geleiding?

Stoffen geven warmte door: Geleiders

Stoffen die niet goed geleiden: Isolatoren

Elektrische geleiding

Elektrische geleidbaarheid gaat over hoe goed een stof stroom geleid. Metalen zijn hier goed in, maar een plastic laat geen stroom door.

Geleiding geluid

De trillingen verplaatsen zich door de lucht. De lucht noem je de tussenstof waar het geluid zich door verplaatst. 

Het geluid gaat van de geluidsbron, door de tussenstof, naar je oren. 

 

Snelheid van geluid verschilt per tussenstof. 

Uitzetten en krimpen van vaste stoffen:

- Temperatuurstijging - uitzetten

molecuul gaat meer trillen, 

heeft meer ruimte nodig.

- Temperatuurdaling - Krimpen

moleculen gaan minder trillen,

minder ruimte innemen

Wel beschermen tegen corrosie

Ijzer

Hoe?

verven, invetten, verzinken

Niet beschermen tegen corrosie

aluminium

zink 

chroom

Hoe?

Ze vormen een oxide laagje dat hen beschermt

Hout is verspaanbaar

verspanen

enkele voorbeelden verspanen zijn:

> zagen

> beitelen

> vijlen

> frezen

Verbindingen

• Lassen
• Solderen
• Spijkeren
• Klinken
• Lijmen 
• Schroeven
• Nieten

7.2 Dichtheid

7.2.1 Je kunt uitleggen wat de dichtheid van een materiaal is.

7.2.2 Je kunt de dichtheid gebruiken om uit te leggen of een materiaal zinkt, zweeft of drijft in een vloeistof.

7.2.3 Je kunt de dichtheid berekenen als je de massa en het volume weet.

7.2.4 Je kunt het volume berekenen als je de dichtheid en de massa weet.

7.2.5 Je kunt de massa berekenen als je de dichtheid en het volume weet.

Dichtheid is massa in gram van 1 cm3

Grootheid is dichtheid

Eenheid is g/cm3

Zinken, zweven & drijven

Drijven, zinken en zweven

Dichtheid van water is 1 g/cm³

Dichtheid van blokje groter 1 g/cm3 --> Zinken

Dichtheid van blokje kleiner 1 g/cm3 --> Drijven

Dichtheid van blokje gelijk 1 g/cm3 --> Zweven

Dichtheid

Dichtheid:
geeft aan wat de stof 

per volume weegt. (g/cm^3)

                 

Een blokje weegt 30 gram en heeft een volume van 20 cm3.

1. Gegevens:
2. Gevraagd:
3. Formule:
4. Invullen:
5. Antwoord:

Bereken de dichtheid.

1.  Massa = ...  ; Volume = ...
2.  Dichtheid = ?
3. Dichtheid = massa/Volume
4.  Dichtheid = ... / ...
5. Antwoord = ...

Formule ombouwen

Massa = Volume x Dichtheid

Dichtheid = Massa : Volume

Volume = Massa : Dichtheid

Een fiets frame is een constructie.

Een constructie bestaat uit meer dan 2 onderdelen.

Materialen zijn stoffen waarvan we iets kunnen maken.

Onderdelen zijn de verschillende delen waar een constructie uit bestaat.

Constructies

een plaat glas of een plank is geen constructie; het moet uit onderdelen bestaan.

7.3 Van grondstof tot product

7.3.1 Je kunt beschrijven wat een grondstof, een halffabricaat en een eindproduct is.

7.3.2 Je kunt van een aantal eindproducten benoemen van welke halffabricaten en materialen ze worden gemaakt.

7.3.3 Je kunt de vier stappen van een productieproces beschrijven.

Grondstoffen

Grondstoffen vind je in de natuur.

Voorbeelden van grondstoffen zijn: schapen, bomen, aardolie en ijzererts.

Een erts is een gesteente waarin een nuttige grondstof zit.

Van grondstof naar eindproduct

Voor het maken van een product zijn vier stappen nodig:

1: Grondstoffen uit de natuur halen (winnen);

2: Grondstoffen zuiveren en bewerken;

3: Produceren van halffabricaten;

4: Producten maken uit halffabricaten.

Van grondstof naar eindproduct

Grondstof:

Hout

Halffabricaat:

planken

Eindproduct:

kast

Van grondstof naar eindproduct

Grondstof:

Katoen

Halffabricaat:

geweven stof

Eindproduct:

Trui

Van grondstof naar eindproduct

Grondstof:

Halffabricaat:

Eindproduct:

7.4 Afval en milieu

7.4.1 Je kunt beschrijven wat de gevolgen zijn voor het milieu tijdens het productieproces van materialen.

7.4.2 Je kunt beschrijven wat hernieuwbare grondstoffen zijn.

7.4.3 Je kunt manieren beschrijven van afvalverwerking.

7.4.4 Je kunt beschrijven hoe je verantwoord met afval omgaat.

7.4.5 Je kunt afval scheiden in verschillende soorten afval.

Productie en milieu

Het maken van producten heeft gevolgen voor het milieu.

Je moet daarbij kijken naar:

• het verbruik van grondstoffen;

• het verbruik van energie;

• het ontstaan van afvalstoffen.

Van veel grondstoffen is een beperkte hoeveelheid beschikbaar op aarde.

Er zijn ook hernieuwbare grondstoffen. Hiervan ontstaat steeds een nieuwe voorraad.

Wat gebeurt er met je afval?

Huishoudelijk afval:

1. Nuttige toepassing (compost, recycling en hergebruik)
2. Verbranden
3. Storten

Zwerfafval

Verschillende afvalsoorten

1. Papier/karton

2. Plastic

3. Glas

4. Gft-afval

5. Chemisch afval

6. Restafval

Verbranden en storten

• Restafval wordt bij voorkeur verbrandt.
• Deze warmte kan je gebruiken om iets op te warmen.
• Echter komen ook weer verbrandingsgassen vrij.

• Als het afval niet verbrand kan worden is de enige optie storten.

GFT-afval

Compost

Klein chemisch afval (KCA)

Voorbeelden:

• Nagellak
• Medicijnen
• Batterijen
• Lampen
• Elektronica

Broeikaseffect

• De aarde werkt als een kas
• Zonder broeikaseffect is het -18 graden
• Versterkt broeikaseffect
• CO2, koolstofdioxide

Het broeikaseffect

Broeikaseffect:

Het tegenhouden van warmtestraling door broeikasgassen.

Versterkt broeikaseffect:

De laag broeikasgassen wordt dikker, waardoor er meer warmte blijft hangen op aarde. 

Natuurlijk/versterkt broeikaseffect

(versterkt) broeikaseffect

Broeikasgevaar

7.5 Materialen kiezen

7.5.1 Je kunt van een aantal materialen eigenschappen noemen.

7.5.2 Je kunt van eindproducten aangeven van welk materiaal ze gemaakt zijn.

7.5.3 Je kunt een materiaal kiezen voor een praktische toepassing op basis van eigenschappen

Materiaal en eigenschap

- Elk materiaal heeft andere eigenschappen. Hierdoor gebruik je elk materiaal voor andere toepassingen.  

- Als je een eindproduct wilt maken, moet je hiervoor een materiaal kiezen.

- Je kiest een materiaal dat het meest geschikt is voor het eindproduct. 

Materialen kiezen

Bij het kiezen van je materiaal let je op: 

• de eigenschappen van het materiaal;

• de prijs van het materiaal;

• of je gemakkelijk aan het materiaal kunt komen;

• de invloed die de productie van dat materiaal heeft op het milieu.

Sinds de jaren tachtig is carbonfiber een veelgebruikt materiaal bij de formule 1-sport. Waarom wordt carbonfiber gebruikt?

1. Carbonfiber heeft een grote dichtheid.
2. Carbonfiber heeft een kleine dichtheid.
3. Carbonfiber is flexibel en buigbaar.

In 1994 werd besloten om een houten plank onder formule 1-auto’s te hangen. Daarmee kon worden gecontroleerd of de auto’s voldeden aan een minimale rijhoogte. Het hout werd bewerkt zodat het geschikt was om onder de auto te hangen.

Hoe heet het bewerken van hout waarbij kleine stukjes worden weggehaald om het hout een bepaalde vorm te geven?

1. lassen
2. lijmen
3. schroeven
4. verspanen