H1.2 uitzetten en krimpen

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo, vwo
• Leerjaar 3

Hittegolf 2019

Spoor kromgetrokken door hittegolf

Ook de aanloop naar de spoorvervanging op de brug was spannend. Jeroen: “We werken volgens planning, maar de hittegolf van afgelopen periode zorgde voor extra uitdagingen. In de avond van 23 juli trok het spoor op de Overtoomsesluisbrug krom vanwege de hitte. Door de warmte in de brug, het spoor en de spoorverharding waren al deze elementen uitgezet. Hierdoor kon het spoor niet meer meebewegen met de brug toen die openging. Daardoor stond één been van het spoor in een bocht omhoog. De tram kon daar onmogelijk nog overheen rijden.”

Leerdoelen

Je kunt het volgende uitleggen:

• de relatie tussen temperatuurstijging/daling en de snelheid van de moleculen. 
  
• de verandering van volume of lengte bij temperatuurverschil.
  
• de verandering van dichtheid bij temperatuurverschil.
  

Volumeverandering

Stoffen zetten uit bij temperatuurstijging.

Stoffen krimpen bij temperatuurdaling.

Dit gebeurt door de veranderende snelheid van moleculen. Het aantal moleculen blijft gelijk.

Hoe verandert de lengte met de temperatuur?

Als het warmer wordt gaan moleculen harder bewegen hierdoor willen ze meer ruimte.

De ruimte kunnen ze alleen creeeren als ze verder van elkaar gaan zitten en daardoor wordt een metalen staaf langer.

Phetcolorado

Animatie

Δl=α∗l∗ΔT

 α=uitzettingscoefficent(wordtaltijdgegeven

l=lengte(m)

ΔT=temperatuurverschil

Δl=α∗l∗ΔT

ΔL=lengteverschil(m)

6=3⋅2⋅1

6=3⋅x⋅1

x=​(3⋅1)​​6​​

Oefensom

Een aluminum draad heeft een lengte van 100,0 cm bij

De draad wordt verwarmd tot         

De uitzettingscoefficent van aluminium is

hoeveel cm komt erbij?

10°C

80°C

23,2⋅10​−6​​per1°C

Antwoord

Oefensom

De eiffeltoren 317 meter is gemaakt van ijzer (     = 0,000012 m/m)

en zet uit door het temperatuurverschil tussen winter (-27^oC) en zomer (+38^oC). Bereken de maximale uitzetting.

α

antwoord

Dichtheidsverandering door de warmte?

Als de temperatuur stijgt, zet de stof uit. Het volume neemt toe.

Krijg je dan meer stof?

Nee, de moleculen hebben meer ruimte nodig. De massa blijft hetzelfde.

Hierdoor wordt de dichtheid van de stof kleiner als het warmer wordt.

Met als uitzondering water deze heeft bij de vaste fase de kleinste dichtheid. Zijn dichtheid is bij           het grootste.

4°C

Huiswerk

Havo: maken opgaven

11 t/m 13

Vwo: maken opgaven 

13 t/m 16