H7 Meterialen - les 3 - 3A3

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 3

H7 materialen

Lesplanning

1. Demo: temperatuur van een vlam
2.  Oefentoets H8 maken
3. Klassikaal: dichtheid
4. Groepsopdracht 
5. Afsluiting: diepst gefilmde vis ooit

Demopracticum

Temperatuur van een gasvlam

De temperatuur 

van een gasvlam

                         Meetresultaten

Schroef ( c = 0,46 J/(g ⁰C))

m = 

Water (c = 4,18 J/(g ⁰C))

m = 

Tbegin =

Teind =

Verwerking

Stap 1

Bereken de warmte die het water heeft opgenomen. 

Verwerking

Stap 2

 Bereken het temperatuurverschil van de schroef. 

Verwerking

Stap 3

 Bereken de begintemperatuur van de schroef.

Conclusie 

& 

discussie

H8 oefentoets (p. 282)

vraag 9, 10, 11 en 15

§7.1 dichtheid

drijven, zinken en zweven

Dichtheid

Dichtheid,

massa en volume

De formule van dichtheid

dichtheid=​volume​​massa​​

ρ(​cm​3​​​​g​​)=​V(cm​3​​)​​m(g)​​

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

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

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

6530 kg/m³ = ... kg/dm³

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

Waarom blijf je drijven in
de dode zee?

Opdr. soortelijke warmte & dichtheid

• Drie- of viertallen
• Kies een setje kaartjes.
    - Geel (20pt) of groen (10 pt)
    - soortelijke warmte of dichtheid
  
• Beantwoord een vraag.
• Zoek de code van het juist antwoord.
• Kruis op je antwoordkaart het juiste hokje aan. 
• Ga verder met de volgende vraag.
• Kaart compleet, laat je kaart controleren en ga verder
  met een nieuwe set vragen.
• Werk samen, help elkaar!

Antwoordkaart

Diepst gefilmde vis

Vragen

1. Waarom is het zo bijzonder dat er op deze diepte vissen kunnen leven?
   
   
2. Zeewater heeft een dichtheid van 1,02 g/cm³. Leg uit of de totale dichtheid van een slakdolf hoger moet zijn dan, lager moet zijn dan of gelijk moet zijn aan 1,02 g/cm³ om de bodem te bereiken.
   
   
3. Sommige vissoorten hebben een zogeheten zwemblaas. Dat is een luchtdichte blaas gevuld met gas waarvan ze het volume aan kunnen passen.
   Leg uit wat voor toepassing een zwemblaas heeft voor vissen en welk natuurkundig principe daarbij een rol speelt. m³. 

Diepst gefilmde vis

This deep sea creature can withstand more water pressure than 1,600 elephants standing on its head.

https://nuactueel.noordhoff.nl/diepste-vis-ooit-gefilmd/ 

Australische onderzoekers hebben onlangs een record neergezet: ze hebben een slakdolf gefilmd die op een diepte van 8.336 meter zwom. Nooit eerder is er zo diep onder water een vis waargenomen. Hiermee is uitgewezen dat vissen nog dieper kunnen zwemmen dan eerder door de onderzoekers werd gedacht. 

Lees meer en bekijk de videobeelden in dit artikel. 

Stel: een slakdolf heeft een volume van 2.000 cm³. 

3. Bereken het gewicht dat de slakdolf minimaal moet hebben om niet naar boven te drijven. 

Sommige vissoorten hebben een zogeheten zwemblaas. Dat is een luchtdichte blaas gevuld met gas waarvan ze het volume aan kunnen passen. 

4. Leg uit wat voor toepassing een zwemblaas heeft voor vissen en welk natuurkundig principe daarbij een rol speelt. 

In het artikel wordt gezegd dat je een druk van meer dan 80 megapascal ervaart op deze diepte. 

5. Laat met een berekening zien dat dat klopt. De vloeistofdruk kan worden berekend met de formule p = ρ × g × h. In deze formule is p de vloeistofdruk in N/m2, ρ de dichtheid van de vloeistof in kg/m3, g de valversnelling in N/kg of m/s2 en h de diepte onder het wateroppervlak in m. 

Stel: een slakdolf heeft een oppervlakte van 0,25 m2. 

6. Bereken de totale kracht die door het zeewater wordt uitgeoefend op de slakdolf. 

Bronnen

https://wetenschapsschool.nl/chapter/Basis_5_Drijven+of+zinken.html

https://www.bbc.com/future/article/20230404-how-do-animals-survive-in-the-deep-ocean

https://www.nationalgeographic.com/animals/article/how-deep-sea-snailfish-survive-mariana-trench

In het artikel wordt gezegd dat je een druk van meer dan 80 megapascal ervaart op deze diepte. 

5. Laat met een berekening zien dat dat klopt. De vloeistofdruk kan worden berekend met de formule p = ρ × g × h. In deze formule is p de vloeistofdruk in N/m2, ρ de dichtheid van de vloeistof in kg/m3, g de valversnelling in N/kg of m/s2 en h de diepte onder het wateroppervlak in m. 

Stel: een slakdolf heeft een oppervlakte van 0,25 m2. 

6. Bereken de totale kracht die door het zeewater wordt uitgeoefend op de slakdolf. 

Bronnen

https://wetenschapsschool.nl/chapter/Basis_5_Drijven+of+zinken.html

https://www.bbc.com/future/article/20230404-how-do-animals-survive-in-the-deep-ocean

https://www.nationalgeographic.com/animals/article/how-deep-sea-snailfish-survive-mariana-trench

Zelfstandig voorbereiden toetsweek

• Zeer korte samenvatting maken.
• Opgaven uit je boek nogmaals maken
• Oefentoets boek (vraag 2 t/m 10)
• Oefentoets in classroom

Voorbeeldopgave 1

Een klomp gietijzer (c = 0,5 J/g°C) van 0,5 kg wordt boven een gasvlam gehouden. In
2 minuten tijd stijgt de temperatuur van 20 °C naar 50 °C. 

Bereken hoeveel warmte de klomp gietijzer heeft opgenomen.

• Q = 0,5 * 500 * 30  
• Q = 7500 J

Q=c⋅m⋅ΔT

Voorbeeldopgave 2

De klomp gietijzer (c = 0,5 J/g°C) van 0,5 kg en een temperatuur van 50 ⁰C wordt in 100 gram vloeistof met een temperatuur van 20 ⁰C geplaatst. De eindtemperatuur van het mengsel is 34 ⁰C. 

Bereken de soortelijke warmte van de vloeistof.

Neem aan dat er geen warmte verloren gaat aan de omgeving.

• Q_op = Q_af
• Q_gietijzer = Q _vloeistof
  
  
  
• _{Qgietijzer = 0,5 * 100 * 30}
• _{Qgietijzer = 1500 J}
  

Q=c⋅m⋅ΔT

Voorbeeldopgave 2

De klomp gietijzer (c = 0,5 J/g°C) van 0,5 kg en een temperatuur van 50 ⁰C wordt in 100 gram vloeistof met een temperatuur van 20 ⁰C geplaatst. De eindtemperatuur van het mengsel is 34 ⁰C. 

Bereken de soortelijke warmte van de vloeistof.

Neem aan dat er geen warmte verloren gaat aan de omgeving.

• Qgietijzer = Q_vloeistof = 1500 J
  
  
  
• _{1500 = c *  500 * 14}
• _{1500 = c * 7000}
• _{c = 1500 / 7000 = 0,21 J/g/⁰C}

Q​vloeist.​​=c​​​⋅m⋅ΔT

Voorbeeldopgave 3

Een frituurpan met een vermogen van 2000 W verwarmt 2,0 kg

fituurvet (c = 1,8 J/g⁰C). Bereken de temperatuurstijging in 6 minuten. 

• E = P * t
• t = 6 min = 360 s
• E = 2000 * 360 =720 000 J
  
  
• Q = c * m * ΔT
• 720 000 = 1,8 * 2000 * ΔT
  
• 720 000 = 3600 * ΔT
  
• ΔT = 720 000 / 3600 
  
• ΔT = 200 ⁰C

Voorbeeldopgave dichtheid

Een bal (0,2 kg) met een volume van 2,8 dm³ drijft in de olijfolie (dichtheid = 0,22 g/cm³). Bereken hoeveel dm³ van het voorwerp boven het olieoppervlakte uitsteekt. 

Voorbeeldopgave soortelijke warmte 

Een klomp gietijzer van 240 gram wordt boven

een gasvlam gehouden. In 2 minuten tijd stijgt

de temperatuur van 20 °C naar 50 °C. 

A.  Bereken het vermogen van de gasvlam als

verder nog gegeven is dat de soortelijke warmte van gietijzer 0,5 J/g°C bedraagt.

Voorbeeldopgave soortelijke warmte

De klomp gietijzer (50 ⁰C) wordt in 100 gram vloeistof met een temperatuur van 20 ⁰C geplaatst. De eindtemperatuur van het mengsel is 34 ⁰C. 

B. Bereken de soortelijke warmte van de vloeistof.
Neem aan dat er geen warmte verloren gaat aan de omgeving.

Zelfstandig voorbereiden toetsweek

• Zeer korte samenvatting maken.
• Opgaven uit je boek nogmaals maken
• Oefentoets boek (vraag 2 t/m 10)
• Oefentoets in classroom