2.4 Wolken en onweer

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo t
• Leerjaar 3

§2.4 Wolken en onweer

Lees H2.4 op blz. 104 t/m 107

§2.4 Wolken en onweer

Dauwpunt

Ontstaan van stapelwolken

Mooiweer- en buienwolken

Onweer

Luchtvochtigheid

Leerdoelen

2.4.1 Je kunt met behulp van een grafiek bepalen hoe hoog het dauwpunt is.

2.4.2 Je kunt uitleggen van welke factor de hoogte van het dauwpunt afhangt.

2.4.3 Je kunt stap voor stap beschrijven op welke manier stapelwolken ontstaan.

2.4.4 Je kunt het verschil beschrijven tussen mooiweerwolken en buienwolken.

2.4.5 Je kunt beschrijven op welke manier de bliksem en de donder ontstaan.

2.4.6 Je kunt berekenen hoe groot de luchtvochtigheid is (in procenten). (extra stof)

Dauwpunt (1)

Lucht bevat waterdamp

Hoeveel waterdamp is afhankelijk van de temperatuur

Hoe hoger de temperatuur, hoe meer waterdamp de lucht kan bevatten

Dauwpunt (2)

Lucht afkoelen --> waterdamp gaat op een bepaald moment condenseren --> dauwpunt

Dauwpunt = temperatuur waarbij lucht "vol zit" met waterdamp. 

Bij welk punt wordt het dauwpunt aangegeven?

1. Blauw
2. Geel
3. Groen
4. Rood

Ontstaan van stapelwolken (1)

1. Zon warmt aardoppervlak op, bodem wordt op de ene plaats warmer dan op de andere
2. Plaatsen waar de grond warmer is, wordt de lucht boven de grond ook warmer --> ontstaan grote bellen met warme lucht
3. Lucht die warm wordt, zet uit --> dichtheid kleiner dan omringende koude lucht

4. Bellen met warme lucht stijgen op

Ontstaan van stapelwolken (2)

5. Tijdens stijgen  zet de lucht in de bel uit en koelt af --> temperatuur daalt tot onder dauwpunt

6. Waterdamp in luchtbel begint te condenseren --> luchtbel is zichtbaar, stapelwolk ontstaan

7. Stapelwolk aan onderkant meestal vlak, die hoogte ligt het condensatieniveau, hoogte waarop de waterdamp condenseert

8. Toppen stapelwolk geven aan hoe hoog bellen zijn gestegen

1

2

3

4

5

De zon warmt de aarde op en de lucht boven de bodem warmt ook op

Er ontstaan bellen met warme lucht

Doordat de dichtheid kleiner is dan de omringende lucht, stijgen de bellen op

De lucht in de bel zet uit en koelt af, de temperatuur daalt tot onder het dauwpunt

Waterdamp gaat condenseren, er ontstaan stapelwolken

Mooiweerwolken

Temperatuur in opstijgende luchtbellen niet veel hoger dan omgeving

Luchtbel stijgt langzaam en bereikt geen grote hoogte --> krijgt een mooiweerwolk

Hierin stroomt de lucht rustig.

Buienwolken

Temperatuur in opstijgende luchtbel veel hoger dan omgeving

Luchtbel stijgt heel hoog, wolk krijgt een donkere onderkant

Bovenin de wolk ontstaan ijskristallen die naar beneden vallen --> regen/sneeuw/hagel

Wat is het verschil in ontstaan van mooiweerwolken en buienwolken?

1. Mooiweerwolken zijn lichter van kleur
2. In mooiweerwolken stroomt de lucht rustiger
3. De temperatuur van de luchtbel vergeleken met de omgeving
4. De hoeveelheid waterdamp in de lucht

Onweer

Ontstaan wanneer bellen met warme, vochtige lucht snel opstijgen 

Lucht in onweerswolk is sterk in beweging

Warme lucht stijgt op en koude lucht met hagel en regen valt naar beneden, ijskristallen en waterdruppels botsen en bewegen langs elkaar --> wolk elektrisch geladen

Wat veroorzaakt de bliksemstraal van een onweerswolk?

1. Het spanningsverschil tussen de onderkant van de wolk en de aarde
2. Het spanningsverschil tussen de bovenkant van de wolk en de aarde
3. De warme lucht die snel opstijgt
4. De koude lucht met regen en hagel die naar beneden valt

Luchtvochtigheid

Geeft in procenten aan hoeveel waterdamp de lucht bevat 

100% is gelijk aan de maximale hoeveelheid waterdamp

Luchtvochtigheid kun je meten met een hygrometer

Op een warme zomerdag is het 29 ^oC. De lucht bevat 12 gram waterdamp per m³. Bereken hoe groot de luchtvochtigheid is.

Gegevens: temperatuur = 29 ^oC

Maximale hoeveelheid waterdamp = 30 g/m³

Hoeveelheid waterdamp = 12 g/m³

^{Gevraagd: Luchtvochtigheid = ?}

^{Oplossing: Luchtvochtigheid =} 

^{(hoeveelheid waterdamp/maximale hoeveelheid waterdamp) x 100% =} 

^{(12/30) x 100% = 40%}

De maximale hoeveelheid waterdamp is 40 g/m3. De lucht bevat 10 gram waterdamp per vierkante meter. Bereken in procenten hoe groot de luchtvochtigheid is.

1. 4%
2. 400%
3. 0,25%
4. 25%

Zelfstandig werken

• Wat: lees paragraaf 2.4 en maak de opdrachten
  
• Hoe: helemaal stil!
  
• Hulp: docent
• Tijd: ???? minuten lang
  
• Huiswerk: opdrachten 1 tm 11 van paragraaf 2.4 
• Klaar? kijk de opgaven digitaal na 

Onthoud

• Als lucht afkoelt, zal de waterdamp bij een bepaalde temperatuur gaan condenseren. Deze temperatuur noem je het dauwpunt. Om het dauwpunt te bepalen kun je een grafiek gebruiken.

• Op sommige plekken wordt lucht meer door het aardoppervlak verwarmd dan op andere plekken. Lucht die warm wordt zet uit. Hierdoor heeft deze warme lucht een lagere dichtheid dan de omringende lucht. De warme lucht zal omhoog bewegen in een luchtbel. De lucht in die bel koelt af als hij stijgt. Op een gegeven moment komt de temperatuur onder het dauwpunt. Hierdoor zal de waterdamp in de bel condenseren en ontstaan er waterdruppels. De luchtbel is nu zichtbaar als een stapelwolk.

Onthoud

• Als de opstijgende lucht veel warmer is dan de omringende lucht, zal de luchtbel een grote hoogte bereiken. Zo ontstaan grote, hoge wolken. Boven in de wolken vormen zich ijskristallen. Als de ijskristallen te zwaar worden, vallen ze naar beneden en bereiken ze de aarde in de vorm van neerslag.

• Onweersbuien ontstaan als luchtbellen met grote snelheid opstijgen. Doordat de lucht in een onweerswolk sterk in beweging is en de ijskristallen en waterdruppels tegen elkaar botsen, wordt de wolk elektrisch geladen.

• Als de elektrische spanning tussen de wolk en het aardoppervlak te groot wordt, kan een enorme vonk overspringen. Dit is een bliksemstraal. De temperatuur rond een bliksemstraal loopt sterk op. Hierdoor zet de lucht in korte tijd sterk uit. Daardoor ontstaat een geluidsgolf. Deze hoor je als donder.