hfd. 4 materialen

waar of niet waar?
De dichtheid van lucht is ongeveer duizend keer zo klein als dichtheid van water
1 / 38
suivant
Slide 1: Diapositive
NatuurkundeMiddelbare schoolhavo, vwoLeerjaar 4

Cette leçon contient 38 diapositives, avec quiz interactif et diapositives de texte.

time-iconLa durée de la leçon est: 45 min

Éléments de cette leçon

waar of niet waar?
De dichtheid van lucht is ongeveer duizend keer zo klein als dichtheid van water

Slide 1 - Diapositive

3.2 Faseovergangen en dichtheid
  • Faseovergangen 
  • Deeltjesmodel

Slide 2 - Diapositive

Faseovergangen

Slide 3 - Diapositive

De 5 kenmerken van het deeltjesmodel:

  1. Moleculen zijn opgebouwd uit speciefieke atomen.
  2. Tussen de moleculen zit lege ruimte.
  3. Moleculen bewegen en kunnen tegen elkaar botsen.
  4. Bij hogere temperatuur bewegen moleculen sneller.
  5. Molecule trekken elkaar aan: hoe dichter bij elkaar, hoe sterker.

Slide 4 - Diapositive

 Het deeltjesmodel

Slide 5 - Diapositive

Faseovergangen
Faseovergangen

Slide 6 - Diapositive

Faseovergangen

Slide 7 - Diapositive

Dichtheid

Slide 8 - Diapositive

Dichtheid

Slide 9 - Diapositive

dichtheid 
dichtheid van water is=0,99 g/cm^3
=...  kg/m^3

Slide 10 - Diapositive

Dichtheid

Slide 11 - Diapositive

Quiz: Begripsontwikkeling

Slide 12 - Diapositive

Druk

Slide 13 - Diapositive

Herhaling hfd. 4 materialen
  • het molecuultheorie (Fasen, Faseovergangen, kookpunt,...)
  • dichtheid, druk, veerconstante (Elastisch en plastische vervorming)
  • relatieve rek = lengteverandering / beginlengte
  • spanning = kracht / oppervlakte
  • Elasticiteitsmodulus = spanning / relatieve rek

Slide 14 - Diapositive

Druk
druk =      kracht
              oppervlakte
p=AF

Slide 15 - Diapositive

Slide 16 - Diapositive

Slide 17 - Diapositive

Veerconstante
  • De hoeveelheid kracht die nodig is om een veer  1 cm of 1 meter uit te rekken.
  • Hoe groter de veerconstante des te stugger de veer.
  • Welke veer is het stugst?

Slide 18 - Diapositive

De veerconstante

Slide 19 - Diapositive

Veerconstante formule
C=uF

C = veerconstante (N/m)

F = kracht (N)

u = uitrekking  (cm of m)

Slide 20 - Diapositive


oefening
Bereken de veerconstante van deze veer.

  • Fv= C x u

  • C = Fv : u

  • C = 11 : 0,025 = 440 N/m

Slide 21 - Diapositive

elastisiteit en vervorming 
Hoeveel een materiaal vervormt hangt af van de spanning in het materiaal, de treksterkte van het materiaal en de elasticiteitsmodulus van het materiaal. De spanning in een draad of stang is de uitgeoefende trekkracht per oppervlakte-eenheid van de dwarsdoorsnede.
waarin:
σ = spanning (N/m²)
F = kracht (N)
A = oppervlakte (m²)
σ=AF

Slide 22 - Diapositive

rek 
De relatieve rek is de verhouding tussen de uitrekking en de beginlengte.
waarin:
ε = rek (-)
Δl = uitrekking (m)
l0 = oorspronkelijke lengte (m)
De treksterkte van een materiaal is de maximale spanning van waaraf het materiaal blijvend vervormd is



ϵ=l0Δl

Slide 23 - Diapositive

Elasticiteitsmodus
De elasticiteitsmodulus is de spanning die nodig is om een materiaal een relatieve rek te geven van 100%.

waarin:
E = elasticiteitsmodus (N/m²)
σ = spanning (N/m²)
ε = rek (-)
E=ϵσ

Slide 24 - Diapositive

Treksterkte (BINAS) = die spanning waarbij het materiaal niet meer elastich maar plastisch vervormt.
Waarom daalt de grafiek zodra er insnoering plaatsvindt?
Wat stelt de steilheid van de ε,σ- grafiek voor?

Slide 25 - Diapositive

oefening 
Opgave 1
Een lift met een massa van 300 kg mag maximaal 800 kg aan massa vervoeren. De lift hangt aan een stalen kabel. Zonder belasting is de kabel 20 meter lang. Met maximale belasting wordt de kabel 0,50 cm langer.
a.  Bereken de spanning in de liftkabel.
b.  Bereken de diameter van de liftkabel bij maximale belasting.

Slide 26 - Diapositive

Bestudeer het onderstaande diagram:
a. Geef aan in welk gebied elastische en plastische vervorming plaatsvindt.
b. Geef aan in welk gebied de formule voor de elasticiteitsmodulus geldt.
c. Geef ook in de grafiek de treksterkte van het materiaal aan.


Slide 27 - Diapositive

lesdoelen
 drie manieren om warmte te transporten
warmte berekenen Q
elektrisch vermogen 
dichtheid

Slide 28 - Diapositive

Soortelijke warmte

Soortelijke warmte: de warmte die nodig is om 1 gram stof 1 graad warmer te maken.


Bij water heb je heel veel (soortelijke) warmte nodig om temperatuur te laten stijgen

Slide 29 - Diapositive

Soortelijke warmte

Slide 30 - Diapositive

voorbeeld water
c=4180 J/kg C
c=Q/(m deltaT)
m=...?

Slide 31 - Diapositive

Dichtheid

Slide 32 - Diapositive

Wat is vermogen?
Vermogen (P) is een grootheid: de eenheid is watt (W)
1 watt = 1 joule per seconde  (of: 1W=1J/s)

de eenheid van vermogen bestaat uit de eenheden van Energie (J) en tijd (s)

Je kunt hier dus mee rekenen: 
Energie = vermogen x tijd




E=Q=Pt

Slide 33 - Diapositive

warmtetransport

Slide 34 - Diapositive

opdracht: wat is de eenheid van warmtegeleidingscoefficient?

  • d: de dikte in meter
  • A: oppervlakte in vierkante meter
  •               in graden Celsius of Kelvin 
  • P  in Watt 

timer
2:00
ΔT
λ=PΔTAd

Slide 35 - Diapositive

a. Formule invullen. b. Vergelijken met de 1,0 kW. c. Je hebt dezelfde oppervlakte, maar een andere dikte en een andere warmtegeleidingscoefficient. De isolatie van de lucht is vele malen beter dan die van het glas. Het glas voegt dus niets toe (hoe slecht het ook zou isoleren). e. Zie b.

Slide 36 - Diapositive

Hoe heet de fasenovergangen van gas naar vast?
A
condenseren
B
verdampen
C
rijpen
D
sublimeren

Slide 37 - Quiz

Opgaven
Opgave 7 - WS
Als een spaak in het fietswiel wordt gemonteerd, wordt de spaak ook gespannen. Dit wordt voorspannen genoemd. Een bepaalde roestvrijstalen spaak krijgt een spanning van 190 MPa. De doorsnede van de spaak is 2,63 mm2.
a. Bereken de spankracht in de voorgespannen spaak.
b. Bereken hoeveel procent de voorgespannen spaak is uitgerekt.

Opgave 8 - WS
Tijdens het springen oefent een kangoeroe een maximale spanning van 27 MPa uit op de pees van de spier waarmee de kangoeroe afzet tegen de grond. De pees rekt daarbij 2,5% uit. De uitrekking van de pees is (vrijwel) lineair. Bereken de elasticiteitsmodulus van de pees.


 
Opgave 11 - WS
Bestudeer het onderstaande diagram:







a. Geef aan in welk gebied elastische en plastische vervorming plaatsvindt.
b. Geef aan in welk gebied de formule voor de elasticiteitsmodulus geldt.
c. Geef ook in de grafiek de treksterkte van het materiaal aan.


Slide 38 - Diapositive