Faseovergangen

1. Faseovergangen Modeloplossingen

2. 1. Kennis • stollen: vloeistof wordt vast • -smelttemperatuur: de temperatuur waarbij een vaste stof • smelt (of vloeibaar wordt), typisch voor de • stof • -koken: is de overgang van een vloeistof naar de damp- of • gasfase, waarbij grote dampbellen aan de oppervlakte • openbarsten. Koken gebeurt bij constante temperatuur • -kookpunt: de temperatuur waarbij een vloeistof kookt, typisch • voor de stof • -condenseren: de overgang van gasfase of damp naar vloeistof • -sublimeren: de overgang van vaste stof naar gasfase of damp p72

3. 2. Kennis p72

4. 3. Kennis p72

5. 4. Kennis Zeewater wordt verwarmd door de zon. Daardoor ontstaat waterdamp. De waterdamp koelt af en condenseert. Er ontstaan dan kleine waterdruppeltjesdie wolkenvormen. Daaruit valt regen. Het water stroomt weer terug naar de zee door rivieren. Antwoord c 5. Inzicht 6. • Overeenkomst: de vast stof wordt vloeibaar. • Verschil: de smelttemperatuur voor paraffine is verschillend van • die van ijs. p72

6. 7. Antwoord 2: eerst daalt de temperatuur van de vloeistof, daarna blijft de temperatuur constant tot alle vloeistof gestold is en dan daalt verder de temperatuur van de vaste stof. Inzicht 8. Antwoord a: het opwarmen van water. Gebied A is het opwarmen van het ijs tot 0 °C, gebied B is het smelten van ijs, de temperatuur blijft 0 °C tot alle ijs gesmolten is, C is het opwarmen van het water tot 100 °C en gebied D is het koken van water bij constante temperatuur p73

7. 9. Inzicht De waterleiding barst bij het vriezen omdat ijs een groter volume inneemt dan een even grote hoeveelheid water. Het ijs zet dus uit en de buizen barsten maar je merkt het pas bij het dooien, dan gaan de buizen lekken. 10. c b a d 11. Tocht betekent luchtverversing zodat het vocht mee verdwijnt en het vocht uit de stoffen verder kan verdampen - zo worden ze droog 12. Toepassen a vast b damp c damp d vloeistof p73

8. 13. De vloeistof begint te koken na 6 minuten. In de eerste minuut wordt de vaste stof verwarmd van kamertemperatuur tot 50 °C. Dat is het smeltpunt: de stof smelt en dat duurt 3 minuten. Op de 4e minuut is alles vloeibaar en de vloeistof wordt nu gedurende 2 minuten verwarmd tot aan het kookpunt, 300 °C. Het koken duurt 4 minuten. Op de 10e minuut is alles damp en de damp wordt 1 minuut verder verwarmd. De eindtemperatuur bedraagt nu 350 °C. toepassen p74

9. toepassen 14. De aarden pot is zeer poreus en heeft water opgenomen. In de open lucht gaat het water verdampen. Verdampen vergt energie: de warmte wordt onttrokken aan de pot zelf en alles erin. Zo blijft de temperatuur er laag en blijft de fles lekker koel. 15. Het bekertje zelf is gemaakt uit een isolator of een slechte warmtegeleider. Het deksel erop verhindert dat de koffie gaat verdampen en daardoor afkoelt. Verdampen kost immers warmte en die wordt dan aan de koffie zelf onttrokken p74

10. toepassen 16. Dat is zo gekozen door Celsius. 17. Vet kan een veel hogere temperatuur bereiken dan water. Water kookt al bij 100 °C. 18. Het water in de handdoek bevriest en wordt ijs. Bij droog vriesweer kan ijs sublimeren. De handdoek wordt droog. p74

11. toepassen • bij hogere temperatuur hebben alle deeltjes een hogere snelheid - ze ontsnappen gemakkelijker uit de vloeistof • bij een groter oppervlak bevinden zich meer deeltjes aan het vrije oppervlak zodat ze gemakkelijk kunnen ontsnappen naar de lucht • bij verdamping komen de deeltjes uit de vloeistof terecht in de lucht boven het vloeistofvat. Die lucht wordt verzadigd zodat er moeilijk nieuwe deeltjes bij kunnen. Bij luchtverversing is er weer verse lucht die wel de deeltjes uit de vloeistof kan opnemen 19. p74

12. 20. zelftest • Traject A is het afkoelen van de stoom (damp of gasfase) tot 100 °C. Dan blijft de temperatuur constant 100 °C; dat is traject B. • Dan daalt de temperatuur van 100 °C tot 0 °C, het water koelt af; dat is traject C. • Dan stolt het water tot ijs bij 0 °C en de temperatuur blijft constant; dat is traject D. • Daarna koelt het ijs af tot - 10 °C; dat is traject E. p75

13. 21. zelftest Een deel van het water uit de poreuze kruik verdampt. Om te verdampen wordt warmte onttrokken aan de kruik en haar inhoud. Daardoor blijft de inhoud koel. Dergelijke kruik is niet geschikt als thermoskan: door de verdamping gaat immers de inhoud afkoelen en blijft de warme vloeistof dus niet warm p75

14. 22. zelftest 23. antwoord a en c p75

15. 24. zelftest p75

16. De fles zal barsten of de stop zal loskomen Het ijs heeft een groter volume nodig dan dezelfde hoeveelheid water uit de fles. 25. zelftest p75