Thema 3: Materiemodel

1. Thema 3: Materiemodel 3. Faseovergangen Experiment 1. Verwarm in een beker een kleine hoeveelheid water Waarneming: Boven de beker ontstaat waterdamp Besluit: Overgang van vloeibaar naar gas noemen we verdampen Deeltjesmodel: verwarmen vloeibaar gas

2. 3. Faseovergangen Experiment 2. Verwarm in een beker een kleine hoeveelheid water en houd een horlogeglas boven de beker Waarneming: Op het horlogeglas zien we waterdruppeltjes Besluit: Overgang van gas naar vloeibaar noemen we condenseren Deeltjesmodel: afkoelen gas vloeibaar

3. 3. Faseovergangen Experiment 3. Neem een ijsblokje en wacht enkele minuten Waarneming: Het ijsblokje wordt vloeibaar Besluit: Overgang van vast naar vloeibaar noemen we smelten Deeltjesmodel: verwarmen vast vloeibaar

4. 3. Faseovergangen Experiment 4. Zet een beker met een beetje water in het vriesvak van de ijskast. Kijk na enkele minuten Waarneming: Het water wordt vast Besluit: Overgang van vloeibaar naar vast noemen we stollen Deeltjesmodel: afkoelen vast vloeibaar

5. 3. Faseovergangen Experiment 5. Verwarm met een kleine vlam in een beker enkele dijoodschilfers en hou een horlogeglas boven de beker Waarneming: In de beker: er ontstaan paarse dampen Besluit: Overgang van vast naar gas noemen we sublimeren Deeltjesmodel: afkoelen vast gas

6. 3. Faseovergangen Experiment 5. Verwarm met een kleine vlam in een beker enkele dijoodschilfers en hou een horlogeglas boven de beker Waarneming: Onderzijde horlogeglas: er ontstaan paarse kristallen Besluit: Overgang van gas naar vast noemen we verrijpen of vervasten Deeltjesmodel: verwarmen gas vast

7. 3. Faseovergangen Experiment vast stollen vervasten sublimeren smelten verdampen vloeibaar gas condenseren opwarmen afkoelen

8. 3. Faseovergangen Opdrachten 1. Waarop steunt de werking van geurblokjes of mottenbollen? De werking steunt op sublimatie: de overgang van een vaste stof naar een gasvormige fase, zonder tussenstap van vloeibare fase. 2. Hoe ontstaan wolken? Grondwater verdampt en wordt gasvormig. Wanneer damp afkoelt ontstaat er condensatie en gaat het regenen. 3. Hoe komt het dat bij koud weer onze adem ‘zien’ bij het uitademen? De waterdamp (warme vochtige lucht) die in de adem zit condenseert in de koude lucht. 4. Hoe komt het dat bevroren linnen toch droogt bij vriesweer? Het ijs in het bevoren linnen sublimeert en gaat zo over van vast naar gas.

9. 3. Faseovergangen Opdrachten 5. Hoe ontstaat rijm? De lucht komt in aanraking met de koude weg en vervast • Als je met een prop watten, gedrenkt in ether, op je huid wrijft, voelt dit koud aan. Hoe kun je dit verklaren? Om te kunnen verdampen heeft ether warmte nodig die het ontrekt van de huid.

10. 3. Faseovergangen Opdrachten 7. Waarom beslaat een fles drank die je uit de koelkast neemt en in een verwarmde ruimte brengt? De waterdamp uit de warme lucht slaat neer op de koude fles drank: de damp koelt af en condenseert. • Waarom ontstaat grondnevel meestal boven weiden, beken en rivieren. Lucht boven weides is zeer vochtig. Na zonsondergang koelt de lucht af en condenseert de waterdamp en ontstaat er nevel

11. 3. Faseovergangen 3.1 Temperatuurtijd – diagram Experiment

12. 3. Faseovergangen 3.1 Temperatuurtijd – diagram SMELTCURVE VAST + VLOEIBAAR VAST VLOEIBAAR Θ (°C) OPWARMING SMELTEN OPWARMING WARMTE WORDT GEBRUIKT OM VASTE STOF OP TE WARMEN WARMTE WORDT GEBRUIKT OM DE VASTE STOF TE DOEN SMELTEN . HET VAST VERBAND TUSSEN DE DEELTJES WORDT VERBROKEN WARMTE WORDT GEBRUIKT OM VLOEISTOF VERDER OP TE WARMEN smeltpunt begin smelten einde smelten Tijd (min)

13. 3. Faseovergangen 3.1 Temperatuurtijd – diagram STOLCURVE VAST + VLOEIBAAR VLOEIBAAR VAST Θ (°C) AFKOELING STOLLEN AFKOELING VLOEISTOF WORDT AFGEKOELD HET VAST VERBAND TUSSEN DE DEELTJES WORDT HERSTELD VLOEISTOF WORDT VERDER AFGEKOELD stolpunt begin stollen einde stollen Tijd (min)

14. 3. Faseovergangen 3.1 Temperatuurtijd – diagram Opdrachten 1. Tijdens het smelten blijft men verwarmen zonder dat de temperatuur stijgt. Hoe verklaar je dit? Tijdens het smelten moeten de deeltjes zich losrukken uit de vaste structuur. Om te kunnen smelten heeft de stof smeltingswarmte nodig (of warmte die door de vaste stof opgenomen wordt bij het smelten). Dit is de warmte die voor het smeltproces gebruikt wordt en NIET dient voor het verhogen van de temperatuur. Vandaar dat de temperatuur constant blijft. 2. Bij vriesweer zetten we een flesje water en een flesje frituurvet buiten. Wat is er de volgende dag met de flesje gebeurd? Verklaar. Flesje water is stukgesprongen. Water zet namelijk uit als het overgaat van vloeibaar naar vast. Het frituurvet zal ook vast zijn maar het niveau in de fles zal gezakt zijn want frituurvet neemt een kleiner volume in in vaste toestand

15. 3. Faseovergangen 3.1 Temperatuurtijd – diagram Opdrachten 3. Hoe komt het dat waterleidingen soms kapot springen bij vriesweer? Bij vriesweer gaat water (stollen) over van vloeibaar naar vast. Water in vaste toestand neemt een groter volume in dan in vloeibare toestand vandaar dat de buizen kunnen springen.

16. 3. Faseovergangen 3.2 Kookverschijnsel Experiment

17. 3. Faseovergangen 3.2 Kookverschijnsel Diagram

18. 3. Faseovergangen 3.2 Kookverschijnsel Vaststellingen • temperatuur stijgt • stroming in water (zand) • aan de binnenwanden ontstaan kleine belletjes • op de bodem ontstaan bellen die naar het oppervlak stijgen en daar openbarsten • temperatuur blijft constant Besluit Een vloeistof kookt pas als dampbellen in de vloeistof ontstaan en aan het vloeistofoppervlak openbarsten Kookpunt is specifiek voor alle vloeistoffen • ether 34,5 °C • ethanol 78,5 °C • water 100 °C • kwik 375 °C

19. 3. Faseovergangen 3.2 Kookverschijnsel Voorstelling deeltjesmodel Θ (°C) vast vast vloeibaar vloeibaar gas gas vloeibaar kookpunt smeltpunt tijd (min)

20. 3. Faseovergangen 3.3 Factoren die de vrije verdampingssnelheid beïnvloeden Experiment 1 Waar is de verdamping het snelst? Verdamping is het snelst in het horlogeglas

21. 3. Faseovergangen 3.3 Factoren die de vrije verdampingssnelheid beïnvloeden vrije verdampingsoppervlak Welke factor is er verschillend? Verklaring We kunnen vaststellen dat de verdampingssnelheid toeneemt als het vrije verdampingsoppervlak toeneemt. Hoe groter het verdampingsoppervlak, hoe meer deeltjes er kunnen verdampen, hoe groter de verdampingssnelheid.

22. 3. Faseovergangen 3.3 Factoren die de vrije verdampingssnelheid beïnvloeden Experiment 2 Waar is de verdamping het snelst? 25 ml water Verdamping is het snelst in de beker die we opwarmen. 25 ml water

23. 3. Faseovergangen 3.3 Factoren die de vrije verdampingssnelheid beïnvloeden De temperatuur Welke factor is er verschillend? Verklaring We kunnen vaststellen dat de verdampingssnelheid toeneemt als de temperatuur toeneemt. lage temperatuur hoge temperatuur Hoe hoger de temperatuur van de vloeistof, hoe sneller de deeltjes gaan bewegen, hoe meer botsingen de deeltjes maken, hoe meer kans er is dat de deeltjes uit de vloeistof kunnen ont- snappen, hoe groter de verdampingssnelheid

24. 3. Faseovergangen 3.3 Factoren die de vrije verdampingssnelheid beïnvloeden Temperatuur  Schematisch snelheid deeltjes  meer botsingen meer kans dat deeltjes vloeistofoppervlak verlaten verdampingssnelheid 

25. 3. Faseovergangen 3.3 Factoren die de vrije verdampingssnelheid beïnvloeden Experiment 3 Lucht overblazen Laten staan 10 ml ether 10 ml ether Waar is de verdamping het snelst? Verdamping is het snelst in de petrischaal waar we lucht overblazen

26. 3. Faseovergangen 3.3 Factoren die de vrije verdampingssnelheid beïnvloeden Experiment 3 Welke factor is er verschillend? luchtverversing Verklaring We kunnen vaststellen dat de verdampingssnelheid toeneemt als de luchtverversing toeneemt blazen Hoe hoger de luchtverversing boven de vloeistof, hoe meer verdampte deeltjes er weggaan boven de vloeistof, hoe meer plaats er gemaakt wordt voor nieuwe deeltjes om te verdampen hoe groter de verdampingssnelheid

27. 3. Faseovergangen 3.3 Factoren die de vrije verdampingssnelheid beïnvloeden Experiment 4 10 ml ether 10 ml water Waar is de verdamping het snelst? Verdamping is het snelst in de petrischaal met ether Soort vloeistof Welke factor is er verschillend? Verklaring Die is ook bepalend voor de snelheid van verdamping

28. 3. Faseovergangen 3.3 Factoren die de vrije verdampingssnelheid beïnvloeden Besluit De verdampingssnelheid hangt af van 4 factoren • de grootte van het verdampingsoppervlak • de temperatuur van de vloeistof • de luchtverversing boven de vloeistof • de soort vloeistof

29. 3. Faseovergangen 3.3 Factoren die de vrije verdampingssnelheid beïnvloeden Opdrachten 1. Vul de zinnen bij de figuren aan. Kies uit: het verdampingsoppervlak vergroot de massa van de vloeistof toeneemt de temperatuur toeneemt de kleur van de vloeistof de luchtverversing toeneemt de aard van de vloeistof De verdampingssnelheid neemt toe wanneer temperatuur toeneemt De verdampingssnelheid neemt toe wanneer verdampingsoppervlak vergroot

30. 3. Faseovergangen 3.3 Factoren die de vrije verdampingssnelheid beïnvloeden Opdrachten 1. Vul de zinnen bij de figuren aan. Kies uit: het verdampingsoppervlak vergroot de massa van de vloeistof toeneemt de temperatuur toeneemt de kleur van de vloeistof de luchtverversing toeneemt de aard van de vloeistof De verdampingssnelheid neemt toe wanneer de luchtverversing toe- neemt De verdampingssnelheid hangt af van de aard van de vloeistof

31. 3. Faseovergangen 3.3 Factoren die de vrije verdampingssnelheid beïnvloeden Opdrachten • Om in de zomer een pas gedweilde vloer sneller te laten drogen, zet men het best ramen en deuren open. Welke factoren spelen hier een rol? Luchtverversing of luchtverplaatsing 3. Maak een opstelling zoals op de tekening.Laat de ether verdampen, door boven het horlogeglas te waaien met een papiertje. Hef daarna het horlogeglas op. ether waterdruppel piepschuim Wat stel je vast? Water is bevroren Ehter ontrekt warmte aan het water om te kunnen verdampen Verklaar