220 likes | 617 Views
Fysica. Faseovergangen. Smelten en Stollen. Soortelijke smeltingswarmte. Om een stof te doen smelten warmte toegevoerd worden Tijdens het smelten warmte blijven toegevoerd worden. Verband tussen Q en m.
E N D
Fysica Faseovergangen
Smelten en Stollen Sint-Paulusinstituut
Soortelijke smeltingswarmte • Om een stof te doen smelten warmte toegevoerd worden • Tijdens het smelten warmte blijven toegevoerd worden Sint-Paulusinstituut
Verband tussen Q en m • De warmte die voor het smelten van een stof moet toegevoerd worden, is recht evenredig met de massa van die stof. • Q ~ m • of • Afhankelijk van de aard van de stof • Soortelijke smeltingswarmte Ls Sint-Paulusinstituut
Energiebeschouwingen Sint-Paulusinstituut
Volumeverandering bij smelten en stollen Sint-Paulusinstituut
Proef • We verwarmen zo regelmatig mogelijk een proefbuisje met paraffine, tot ze helemaal gesmolten is. Daarna laten we het langzaam afkoelen tot de paraffine terug gestold is. • We vergelijken de vorm van het oppervlak van de vloeibare en de gestolde paraffine. • Waarneming: • Het volume in de vloeibare toestand is groter dan in vaste toestand. Het oppervlak van de vaste stof staat gebogen. Sint-Paulusinstituut
Besluit • Stollen → volumevermindering • Smelten → volumevermeerdering
Dichtheid • Wat gebeurt er met de dichtheid van een stof als ze uitzet tijdens het smelten? • ρvaste stof > ρvloeistof • Hoe bevinden de vaste stof en de vloeistof zich dan ten opzichte van elkaar in een vat? • De vaste stof ligt op de bodem. • Uitzondering?? Sint-Paulusinstituut
Opdracht • Een beker bevat water waarin een brok ijs drijft. Het ijs begint te dooien. Als al het ijs gedooid is, wat zal er dan met het waterniveau gebeurd zijn? Is het gestegen, gedaald of even hoog gebleven? • Als al het ijs gedooid is blijft het waterniveau even hoog staan. Ijs krimpt in bij het smelten. Sint-Paulusinstituut
Invloed van de druk op de smelttemperatuur Sint-Paulusinstituut
Doorsnede van de aarde Sint-Paulusinstituut
Smelttemperatuur • Smelttemperatuur → druk • Voor de meeste stoffen geldt: • Hoe hoger de druk, … • hoe hoger de smelttemperatuur. • Kan je dat verklaren (deeltjesmodel)? Sint-Paulusinstituut
Kan je dat verklaren (deeltjesmodel)? • Een druk uitgeoefend op een vaste stof verkleint het volume van deze stof: de deeltjes komen dichter bij elkaar. • Daar bij de meeste stoffen bij het smelten de deeltjes verder uit elkaar gaan, zal een verhoging van de druk het smeltproces nadelig beïnvloeden. • Er is daarom een hogere temperatuur nodig om de deeltjes terug verder van elkaar te brengen en om de vaste fase over te laten gaan naar de vloeibare fase. Sint-Paulusinstituut
Uitzondering • De proef van Tyndall onderzoekt dit fenomeen. • Komen de deeltjes bij het smelten dichter bij elkaar of gaan de deeltjes verder van elkaar? • Een drukverhoging zal het smeltproces gunstig of ongunstig beïnvloeden? Sint-Paulusinstituut
Proef • We hangen metalen massa’s aan een zeer dunne staaldraad over een nat ijsblok dat met zijn twee uiteinden ondersteund is. • We gaan na, wat er na verloop van tijd gebeurt. • Waarneming: • De draad zakt geleidelijk door het ijs. Maar het ijsblok blijft heel. Sint-Paulusinstituut
Besluit • De druk heeft een invloed op de smelttemperatuur. • De smelttemperatuur van ijs verlaagt bij verhoging van de druk.
Verklaring • Het ijs bij de proef van Tyndall heeft 0 °C. • De dunne draad oefent op het bovenste laagje ijs een grote druk uit waardoor het smelt. • De draad zakt even in het water tot op het volgende laagje ijs. • Waarom stolt het ijs boven de draad opnieuw? Sint-Paulusinstituut
Waarom stolt het water boven de draad opnieuw? • Het bovenliggend laagje water is van de hoge druk bevrijd en kan door de omringende, koude ijslagen opnieuw in ijs omgezet worden. • De stollingswarmte, die hiertoe uit het water moet vrijkomen, vloeit door de warmtegeleidende metaaldraad naar de ijslaag er onder en doet deze op haar beurt smelten, enz. Sint-Paulusinstituut
De invloed van druk op de smelttemperatuur is heel gering. Sint-Paulusinstituut
Gevolgen: De invloed van druk op de smelttemperatuur • Filmfragment: gletsjers Sint-Paulusinstituut
Opdrachten • … Sint-Paulusinstituut