8. Het weer

• Natuurkunde / Scheikunde
• Middelbare school
• vmbo b, k, t
• Leerjaar 3,4

Temperatuur

Temperatuur

• Temperatuur is een maat voor de beweging van de deeltjes.
• Voeg je warmte (energie) toe dan bewegen de deeltjes sneller en gaat de temperatuur omhoog.
  
  
• De temperatuur op aarde wordt vooral bepaalt door de straling van de zon
  
  
• seizoenen 

• Temperatuur zegt iets over de snelheid waarmee de kleinste deeltjes (atomen/moleculen) bewegen
  (klik hier)
  
  
• Hoe sneller de deeltjes bewegen, hoe hoger de temperatuur

Temperatuur meten (1)

• Buitentemperaturen worden gestandaardiseerd gemeten
• 1,5 meter boven de grond
• wind kan erbij
• regen en zonnestraling niet

Temperatuur meten (2)

vloeistofthermometer

• Het meten van temperatuur berust vaak op het uitzetten van stoffen bij stijgende temperatuur
  
  
• Een vloeistofthermometer
• Een glazen buisje met een reservoir
• Een vloeistof in het reservoir
• Omdat de vloeistof meer uitzet dan het glas
  zal bij stijgende temperatuur de vloeistof in
  het buisje stijgen
  
  
• Een bimetaalthermometer
• Twee verschillende metalen ..
• .. die niet evenveel uitzetten,
• daardoor trekt het bimetaal krom
  
  
• Digitale thermometer
• Temperatuur-afhankelijke weerstand ...
• ... altijd met een batterij

bimetaalthermometer

digitale thermometer

Temperatuur meten (3)

• Er zijn verschillende eenheden voor temperatuur
• De bekendste en meest gebruikte is de schaal van Celsius
  
  
• Als ijs smelt verandert de temperatuur niet
• Celsius noemde dit 0^oC
• Als water kookt verandert de temperatuur ook niet
• Celsius noemde dit 100^oC
  
  
• Daartussen verdeelde hij de schaal in 100 gelijke stukjes

Celsius hoe dan ....

Celsius schaal

Temperatuur meten (4)

• Naast de Celsius-schaal gebruiken we in de
  wetenschap vaak de schaal van Kelvin
  
• Eerder heb je geleerd dat deeltjes bij lagere temperaturen minder snel bewegen
  
  
• Wat nu als alle kleine deeltjes stil staan?
  
• Juist!
  Dan kan de temperatuur niet verder zakken.
  
  
• Kelvin ontdekte dat dit het geval is bij een temperatuur van: -273,14 ^oC (brr koud)
  
  
• Dit noemde hij 0 Kelvin
  
  
• omrekenen:
  graden Celsius + 273 = Kelvin
  Kelvin -273 = graden celsius

Kelvin en Celsius

animatie

animatie

Sommige stoffen vallen bij hoge temperaturen uit elkaar

1. waar
2. niet waar

Temperatuur is een maat voor de snelheid van de kleinste deeltjes

1. waar, hoe hoger de snelheid hoe hoger de temperatuur
2. waar, hoe hoger de snelheid hoe lager de temperatuur
3. niet waar, de kleinste deeltjes bewegen allemaal met andere snelheden
4. niet waar, kleinste deeltjes hebben altijd dezelfde snelheid

Temperatuur meet je met een thermometer

1. waar
2. niet waar

De beste meting krijg je altijd met een digitale thermometer

1. waar
2. niet waar

De beste meting krijg je als de eenheid Kelvin gebruikt

1. waar
2. niet waar

100 graden Celsius = 212 graden Fahrenheit

1. waar
2. niet waar

100 graden Celsius = 373 Kelvin

1. waar
2. niet waar

De laagst mogelijke temperatuur is -273 graden Celsius

1. waar
2. niet waar

De laagst mogelijke temperatuur is 0 Kelvin

1. waar
2. niet waar

Wolken en neerslag

Deeltjes en fasen

water van beneden de 0 graden Celsius heeft een vaste vorm. Ijs.

• Stoffen kunnen afhankelijk van de temperatuur in verschillende toestanden voorkomen. We noemen dit fasen. 
  

Als het ijs een temperatuur van boven de 0 graden krijgt smelt het. De fase wordt dan vloeibaar.

water van 100 graden kookt. De vloeibare fase gaat over in de gasfase.

Fasen en deeltjes

• De fase waarin een stof zit wordt bepaald door de beweeglijkheid van de kleinste deeltjes (moleculen of atomen)
  
  
• Hoe hoger de temperatuur hoe harder de deeltjes bewegen
  
  
• Hoe harder de deeltjes bewegen hoe meer ruimte en vrijheid ze nodig hebben

gas

1

vloeibaar

2

vast

3

Animatie

Fase-overgangen

Alle faseovergangen hebben hun eigen naam

Van vast naar vloeibaar = smelten

Van vloeibaar naar vast = stollen

Van vloeibaar naar gas = verdampen

Van gas naar vloeibaar = condenseren

Van vast naar gas = sublimeren (vervluchtigen)

Van gas naar vast = rijpen

De waterkringloop

Het water in de zee is vloeibaar.

Door de warmte van de zon verdampt het en wordt waterdamp (gas)

1

Als in hogere luchtlagen de temperatuur daalt condenseert het water weer (vloeibaar). Er ontstaan druppels die als ze zwaar genoeg zijn naar beneden vallen (regen)

2

Als het nog kouder wordt kan de waterdamp zelfs overgaan in de vaste vorm. Het gaat sneeuwen.

3

Sneeuw zal uiteindelijk weer ontdooien (smelten) en met het regenwater via beekjes en rivieren terugstromen naar de zee.

4

Vormen van neerslag

vormen van neerslag

opbouw atmosfeer

De overgang van vloeibaar naar vast heet .....

1. smelten
2. stollen
3. rijpen
4. bevriezen

De overgang van vast naar gas heet .....

1. smelten
2. stollen
3. rijpen
4. vervluchtigen

De overgang van vloeibaar naar gas heet .....

1. smelten
2. koken
3. condenseren
4. verdampen

Bij de waterkringloop heb je te maken met ....

1. verdampen en condenseren
2. verdampen, condenseren, smelten en stollen
3. smelten, stollen, vervluchtigen en rijpen
4. alle faseovergangen

Alle stoffen kunnen voorkomen in drie fasen

1. waar
2. niet waar

De temperatuur zegt iets over de snelheid waarmee de deeltjes bewegen

1. waar
2. niet waar

Hoe lager de temperatuur hoe sneller de deeltjes bewegen

1. waar
2. niet waar

Als alle deeltjes stil liggen heb je de laagst mogelijke temperatuur bereikt.
Dat is 273 graden onder 0.

1. waar
2. niet waar

Wind

Luchtdruk

• De luchtdruk wordt veroorzaakt door het gewicht van de luchtkolom
• Dat lijkt niet veel misschien  ...
  ... want lucht weegt toch niets.
• Toch is dat  boven ieder m² 
  100.000N 
• dus 100.000 N/m²
• dat is 100.000 Pa
• of 1 bar (1000 mbar 0f 1000 hPa)

Wind

• warmte stroomt van hoge naar lage temperatuur
  
  
• Een bal rolt van een berg naar beneden
  
  
• Lucht stroomt van hoge naar lage druk 
  
  
  
  
• Op het Noordelijk halfrond  ..
• .. met de klok mee rond een hogedrukgebied
• .. tegen de klok in rond een lagedrukgebied
  
  
• op het Zuidelijk halfrond precies andersom 

Maar niet in een rechte lijn

Luchtdruk meten

De luchtdruk wordt gemeten in mm kwik.

Hoeveel kwik kan in een vacuüm buis omhoog worden gedrukt?

De luchtdruk wordt gemeten in mbar.

(1 mbar = 100 Pa = 100 N/m²)

De deksel van een vacuüm doosje wordt ingedrukt.

Hieraan vast zit en wijzertje.

Druk meten

• De druk van een afgesloten gas noem je ook wel de spanning.
• Deze druk wordt gemeten t.o.v. de luchtdruk.
• Is de druk van het gas hoger dan heb je een overdruk
• Is de druk van het gas lager dan heb je een onderdruk
   
• animatie
  
  
• p*V = n*R*T 

Extreem weer en klimaatsverandering

• De gemiddelde temperatuur op aarde stijgt langzaam door het versterkte broeikaseffect.
• Door de klimaatverandering stijgt de gemiddelde temperatuur op aarde. 
• Als het warmer wordt ontstaan er grotere drukverschillen. 
• Het gaat dan harder waaien. 
• Bovendien verdampt er meer water.
  Er valt dus meer neerslag.
  
  
• Door de temperatuurstijging zal .....
• .... het zeewater uitzetten en ....
• .... poolijs smelten.
  
  
• Gevolg: stijging van de zeespiegel 

Onweer - donder en bliksem

• Door plaatselijke opwarming kunnen er sterke stijgende luchtstromen ontstaan. 
• Deze stuwen lucht met waterdamp omhoog. De waterdamp blijft condenseren zodat de wolk groeit.
• Bovenin de wolk op zo’n 10 kilometer hoogte, ontstaat een afgeplatte ijskap. 
• Dit type wolk zorgt voor extreem weer met hevige regenval, hagel, windstoten en onweer. 
• Zo'n hoge wolk heet een onweerswolk.

Onweer - donder en bliksem (2)

• Door de hoogte van de wolk en de sterke stroming van de lucht, kunnen de waterdruppeltjes en ijskristalletjes langs elkaar gaan bewegen. 
• Hierdoor wordt de wolk elektrisch geladen.
• De ontlading van de elektriciteit komt in de vorm van bliksem. 
• De bliksemschicht verwarmt de lucht sterk. De lucht zet daardoor snel uit. Die uitzetting veroorzaakt een geluidsgolf: de donder. 

Weeralarm

• groen:  waarschuwing
• geel: gevaarlijk weer (bv. windstoten, gladheid)
• oranje: extreem weer
• rood: weeralarm (blijf thuis als dat kan)