H7 Materialen - les 1

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 3

H7 materialen

Lesplanning

1. Uitleg drijven, zweven en zinken
2. §7.1 opgave 3, 4 en 6 maken
3. Vervolg uitleg drijven
4. Starten opgaven drijven
5. Uitleg soortelijke warmte
6. Practicum warmtecapaciteit

HW: §7.2 opgave 15 t/m 20

Tip: inschrijven flexles

Lesdoelen

Aan het einde van deze les ...

• kan je rekenen met dichtheid;
• kan je berekenen hoever een voorwerp in een vloeistof zakt; 
• kan je uitleggen wat de soortelijke warmte van een materiaal is;
• heb de de warmtecapaciteit van een joulemeter bepaald.

Dichtheid

Dichtheid,

massa en volume

De formule van dichtheid

dichtheid=​volume​​massa​​

ρ(​cm​3​​​​g​​)=​V(cm​3​​)​​m(g)​​

Massa berekenen

ρ = 23 g/cm³

V = 200 cm³ 

m = ... g

Volume berekenen

ρ = 12 g/cm³

m = 132 g

V = ... cm³

Een gouden ketting heeft een massa van 35 g. De dichtheid van goud is
19,3 g/cm³. Bereken het volume.

1. 35 : 19,3 = 1,8 cm³
2. 19,3 : 35 = 0,55 cm³
3. 35 x 19,3 = 675,5 cm³

De dichtheid = 2,5 g/cm³.
Het volume = 4 cm³.
Bereken de massa.

1. 4 : 2,5 = 1,6 g
2. 2,5 : 4 = 0,625 g
3. 2,5 x 4 = 10 g

De massa = 15 g.
De dichtheid = 3 g/cm³
Bereken het volume.

1. 15 : 3 = 5 cm³
2. 3 : 15 = 0,2 cm³
3. 15 x 3 = 45 cm³

Omrekenen

massa, volume en dichtheid

100 g = ... kg

1. 0,01 kg
2. 10 kg
3. 0,1 kg
4. 1000 kg

540 mg = ... g

1. 540 000 g
2. 54 g
3. 5400 g
4. 0,54 g

1 L = ... dm³

1. 0,1 dm³
2. 1 dm³
3. 10 dm³
4. 100 dm³

500 ml = ... cm³

1. 50
2. 0,5
3. 500
4. 5000

530 cm³ = ... dm³

1. 0,53 dm³
2. 5,3 dm³
3. 53 dm³
4. 5300 dm³

2,0 L = ... cm³

1. 20 cm³
2. 200 cm³
3. 2000 cm³
4. 0,20 cm³

Dichtheid omrekenen:
10 g/cm³ = .... g/dm³

1. 10 000
2. 1000
3. 0,01
4. 0,001

dichtheid omrekenen

10 g/cm³ = 10 000 g/dm³

6754 kg/m³ = ...................... kg/dm³ 

23 g/dm³ = ........................... g/cm³ 

1000 g / cm³ = ..................... kg/cm³ 

25 g/cm³ = ... g/dm³

1. 0,025
2. 0,25
3. 2500
4. 25 000

6530 kg/m³ = ... kg/dm³

1. 653
2. 6,530
3. 0,6530
4. 653000

Aan de slag

§7.1 opgave 3, 4 en 6 maken.

Drijven

Een voorwerp drijft als de opwaartse kracht gelijk is aan de zwaartekracht.

Formule van de zwaartekracht op het zijbord noteren.

Wet van archimedes

De opwaartse kracht is gelijk aan de zwaartekracht van de verplaatste vloeistof.

Volume van het voorwerp berekenen.

Hoever zakt een voorwerp in de vloeistof?

Regel

Wanneer een voorwerp drijft is de massa van het voorwerp gelijk aan de massa van de verplaatste vloeistof.

m​vw​​=m​vv​​

Hoever zakt het ijsblok van 10*10*10 cm in het water?

ρ​water​​=1,0g/cm​3​​

ρ​ijs​​=0,92g/cm​3​​

We hebben een blok ijs van 10x10x10 cm. De dichtheid van ijs is 0,92 g/cm³. Hoe groot is de massa van dit blok ijs?

Hoever zakt het ijsblok van 10*10*10 cm in het water?

ρ​water​​=1,0g/cm​3​​

ρ​ijs​​=0,92g/cm​3​​

• m_ijs = 920 g 
• m_vw = m_vv
• V_vv = ρ * m = 1,0 * 920 = 920 cm³
• V = l * b * h --> h = V / (l*b)
                              h = 920 /(10*10) = 9,2 cm

Starten met opgaveblad 

drijven

Een bal drijft op benzine (ρ = 0,72 g/cm³). Het volume van de bal bedraagt 100 cm³. Boven het benzineoppervlak bevindt zich 80% van het volume.
Bereken de massa van de bal.

Een massief vlot is gemaakt van eikenhouten planken en is 300 cm lang, 200 cm breed en 25 cm dik. Het vlot heeft een massa van
1170 kg. Het vlot drijft in de IJssel.
Bereken hoeveel jongens van 60 kg met droge voeten op het vlot kunnen staan.

Warmte

soortelijke warmte

Practicum 

Soortelijke warmte

Opstelling docententafel

Temperatuur & warmte

Temperatuur bewegingsenergie van de moleculen

Warmte is een vorm van energie.

warmte toevoegen --> temperatuur stijgt
warmte onttrekken --> temperatuur daalt

Warmte of temperatuur?

De vonken van sterretjes voel je nauwelijks op je hand. Toch is de temperatuur van zo'n vonkje wel degelijk een paar duizend graden Celsius. De vonk koelt snel af als hij je huid raakt. De vonk is zo klein dat hij maar weing warmte afgeeft. 

Opwarmen

Verschillende materialen

Temperatuur 1 ºC omhoog:

• 1 gram ijzer 🡪 0,46 joule
• 1 gram tin 🡪 0,22 joule
  
  

Soortelijke warmte

• De soortelijke warmte is de hoeveelheid warmte die een stof opneemt (of afstaat bij daling temperatuur) wanneer de temperatuur van 1 gram van de stof 1 ⁰C toeneemt. 
  
  
• Temperatuur 1 ºC omhoog:
  - 1 gram ijzer 🡪 0,46 joule soortelijke warmte ijzer: 0,46 J/(g·ºC)
  - 1 gram tin 🡪 0,22 joule soortelijke warmte tin: 0,22 J/(g·ºC) 

Warmtecapaciteit

van de joulemeter

Het aantal joule dat een voorwerp
nodig heeft om één graad warmer
te worden noemen we de
warmtecapaciteit. 

De opstelling

Als je klaar bent ...

opgaveblad drijven afronden

                       

Proef 1 

 Bepalen warmtecapaciteit joulemeter

Waarom blijf je drijven in
de dode zee?

Lesdoelen

Aan het einde van deze les ...

• kan je rekenen met dichtheid;
• kan je berekenen hoever een voorwerp in een vloeistof zakt; 
• kan je uitleggen wat de soortelijke warmte van een materiaal is;
• heb de de warmtecapaciteit van een joulemeter bepaald.