52
Materie

Materie en thermische fysica

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Slides rond thema "Materie en thermische fysica", gebruikt in de nascholing "Fysica voor natuurwetenschappen".

Citation preview

Page 1: Materie en thermische fysica

Materie

Page 3: Materie en thermische fysica

Voorwerpen en stoffen

Page 4: Materie en thermische fysica

Voorwerpen zijn gemaakt van stoffen

Stof = soort van materie.

Materie van éénzelfde stof heeft gelijkaardige eigenschappen:

• Hardheid

• Transparantie

• Geleidbaarheid

• Dichtheid

• Smelt- en kookpunt

• …

“De deeltjes van een zuivere stof zijn allemaal identiek”.

“Er zijn evenveel soorten deeltjes als er stoffen zijn”.

Page 5: Materie en thermische fysica

Zuivere stoffen en mengsels

Zuivere stof : alle deeltjes zijn identiek. (constante chemische samenstelling)

Mengsel : combinatie van meerdere zuivere stoffen.

• Homogeen

• Heterogeen

• Colloïdaal

Page 6: Materie en thermische fysica

Deeltjesmodel van de materie

Materie bestaat uit deeltjes

die continu bewegen

die elkaar aantrekken als ze zich niet te ver uit elkaar bevinden

maar elkaar afstoten als ze te dicht bij elkaar komen

Page 7: Materie en thermische fysica

Deeltjes ?

Atomen ?

Moleculen ?

Corpusculen ?

Particulen ?

Page 8: Materie en thermische fysica

Deeltjes ?

Deeltje van de stof methaan.

Bestaat uit 4 waterstofatomenen één koolstofatoom

Atomen bestaan uit nogkleinere deeltjes…

Page 9: Materie en thermische fysica

Deeltjes zijn opgebouwd met atomen

Er zijn 92 soorten atomen.

Combinaties van deze atomen zorgen voor gigantische hoeveelheid stoffen.

Page 10: Materie en thermische fysica

Macromolecules

Page 11: Materie en thermische fysica

Atomen, elementen en verbindingenElement : deeltjes van stof bestaan uit 1 atoom.

Verbinding : combinatie van meerdere atomen.

Page 12: Materie en thermische fysica

Atomen bestaan uit nog kleinere deeltjes

Een atoom bestaat uit een positief geladen kern, omringd door een negatief geladen elektronenwolk.

Page 13: Materie en thermische fysica

Atoomkernen bestaan uit nog kleinere deeltjes

Een atoomkern bestaat uit positief geladen protonen en elektrisch neutrale neutronen

Page 14: Materie en thermische fysica

Kerndeeltjes bestaan uit nog kleinere deeltjes

Protonen en neutronen zijn een combinatie van up en down quarks.

Page 15: Materie en thermische fysica

Grootte-ordes

Page 16: Materie en thermische fysica

Thermische beweging

Diffusie Thermische beweging

Page 17: Materie en thermische fysica

Temperatuur

Continue beweging van deeltjes gerelateerd aan temperatuur.

Hoe hoger T, hoe “heftiger” beweging (hoe groter gemiddelde Ek)

Page 18: Materie en thermische fysica

Thermische uitzetting

Verklaar dit fenomeen vanuit het deeltjesmodel.

Page 19: Materie en thermische fysica

Mogelijke verklaringen ?

Page 20: Materie en thermische fysica

Elasticiteit

Page 21: Materie en thermische fysica

Cohesie-adhesie

Page 22: Materie en thermische fysica

Waarom vormt water druppels ?

Page 23: Materie en thermische fysica

Lopen op het water

Page 24: Materie en thermische fysica

Fasen van de materie

Page 25: Materie en thermische fysica

Eigenschappen

Page 26: Materie en thermische fysica

Fase en massadichtheid

Page 27: Materie en thermische fysica

Wat verkies jij ?

Page 28: Materie en thermische fysica

Misconcepties deeltjesmodel

Page 29: Materie en thermische fysica

Fase-overgangen

Page 30: Materie en thermische fysica

Onderkoeling en overkoken

https://www.youtube.com/watch?v=fSPzMva9_CE

Page 31: Materie en thermische fysica

Druk

• Druk op een oppervlak : kracht per oppervlakte-eenheid.

• Scalaire grootheid.

• Eenheid : Pa

p=FA

Grootte van kracht, loodrecht op oppervlak.

Grootte van oppervlak.

Page 32: Materie en thermische fysica

Druk in een vloeistof

• Isotroop

• Afhankelijk van diepte

• Afhankelijk van vloeistof

Page 33: Materie en thermische fysica

Atmosferische druk

Page 34: Materie en thermische fysica

Variatie van atmosferische druk in functie van hoogte

Page 35: Materie en thermische fysica

Communicerende vaten

Fluïdum beweegt van hoge druk naar lage druk.

Druk overal gelijk = EVENWICHT.

Page 36: Materie en thermische fysica

De krachten in een rietje

Wat trekt het water omhoog ?

Page 37: Materie en thermische fysica

Barometers

Page 38: Materie en thermische fysica

Opwaartse stuwkracht

Page 39: Materie en thermische fysica

Ideale gaswet

Page 40: Materie en thermische fysica

Gedrag van een reëel gas

Page 41: Materie en thermische fysica

Toestandsdiagram

Page 42: Materie en thermische fysica

Verdampen in open ruimte

Verdampingssnelheid afhankelijk van :• Temperatuur• Oppervlak• Aard vloeistof• Circulatie aan oppervlak

Page 43: Materie en thermische fysica

Verdamping in gesloten ruimte

Gesloten ruimte : evenwicht tussen verdampen en condenseren : verzadiging.

Verzadigde damp voldoet niet aan Boyle-Mariotte !

Page 44: Materie en thermische fysica

Partieeldruk

Page 45: Materie en thermische fysica

Gesatureerde waterdampdruk

Page 46: Materie en thermische fysica

Luchtvochtigheid

• Relatieve hoeveelheid waterdamp in lucht.

• Te bepalen aan de hand van partieeldruk waterdamp

Page 47: Materie en thermische fysica

Oververzadiging

Page 48: Materie en thermische fysica

Verdampen versus koken

Page 49: Materie en thermische fysica

Warmte

• Warmte is energie die overgedragen wordt tussen twee voorwerpen op verschillende temperatuur.

• Warmte wordt spontaan overdragen van voorwerp op hoge T naar voorwerp op lage T.

Q

Page 50: Materie en thermische fysica

Warmtecapaciteit

Temperatuurstijging recht evenredig met toegevoerde warmte en omgekeerd evenredig met de massa.

Afhankelijk van materiaal.

𝑄=𝑐𝑚 Δ𝑇

Page 51: Materie en thermische fysica

Latente warmte

Page 52: Materie en thermische fysica

Warmtetransport