Hoofdstuk 3 Materialen
Verwarmen en isoleren
3.1 Introductie
Eigenschappen van moleculen
Moleculen verschillen in massa en in grootte, maar ook de grootste moleculen zijn te
klein om met een lichtmicroscoop te kunnen zien.
Op korte afstand kunnen moleculen een aantrekkende kracht op elkaar uitoefenen.
De aantrekkende kracht tussen moleculen verschilt.
Moleculen en atomen
Moleculen zijn opgebouwd uit atomen (de elementen van het periodiek systeem).
Atomen hebben een kleine, zware kern, met daaromheen lichte elektronen.
Sommige stoffen, zoals zuivere metalen, bestaan uit één soort atomen. Er bestaan
dus wel ijzeratomen, maar geen ijzermoleculen.
3.2 Faseovergangen en dichtheid
Moleculen bewegen
In een vaste stof trillen de deeltjes op hun plek, in een vloeistof bewegen ze langs elkaar en
in een gas kunnen de moleculen ‘vrij’ bewegen.
Eigenschappen van moleculen:
Ze zijn klein: 3,3 ⋅1022 moleculen water per c m3.
Ze bewegen: de (gemiddelde) snelheid van moleculen is een maat voor de
temperatuur van een stof. Hoe hoger de temperatuur, hoe groter deze snelheid.
Ze verschillen in massa.
Ze trekken elkaar aan. De aantrekkingskracht tussen moleculen wordt de Van der
Waalskracht genoemd.
Warmte en temperatuur
Warmte is de energie die wordt toegevoerd om te verwarmen, of de energie die wordt
onttrokken om af te koelen.
De temperatuur van een hoeveelheid stof geeft aan hoe groot de gemiddelde
bewegingsenergie van de atomen of moleculen van die stof is.
, De laagste temperatuur
Absolute nulpunt: Bij -273 °C bewegen de moleculen helemaal niet meer. Dit is de laagst
mogelijke temperatuur.
Bij de temperatuurschaal van kelvin is het absolute nulpunt gelijkgesteld aan 0 K.
-273 °C = 0 K of 0 °C = 273 K of 100 °C = 373 K
Dichtheid
Warme lucht stijgt op, en warm water is lichter dan koud water. Daardoor is in een meer het
water bovenin warmer dan bij de bodem. Als de temperatuur stijgt gaan de moleculen sneller
bewegen. Dan wordt de onderlinge afstand tussen de moleculen groter en de stof zet uit. De
dichtheid wordt dan kleiner.
De dichtheid neemt af als de stof uitzet door temperatuurstijging.
Vast, vloeibaar, gasvormig
In een vaste stof worden de moleculen op hun plek gehouden door de onderlinge
aantrekkende kracht.
In een vloeistof plakken de moleculen nog wel aan elkaar, maar ze kunnen langs
elkaar bewegen.
In een gas bewegen moleculen vrij door de ruimte.
Graden Celsius en kelvin
Voor het omrekenen gebruik je: T Celsius=T kelvin −273 en Δ T kelvin= Δ T Celsius
Drie eenheden van temperatuur
1. Graden Celsius: gaat uit van het smeltpunt van ijs (0°C) en kookpunt water (100°C)
2. Kelvin: gaat uit van het absolute nulpunt (0 K = -273°C)
Er geldt: T K =T C + 273
3. Graden Fahrenheit: gaat uit van de gemiddelde lichaamstemperatuur (100°F).
Om °F (T F ) om te rekenen naar °C (T C) geldt de volgende formule:
5
T C =( T F−32)
9
Om °C (T C) om te rekenen naar °F (T F ) geldt de volgende formule:
9
T F = T C +32
5
Verwarmen en isoleren
3.1 Introductie
Eigenschappen van moleculen
Moleculen verschillen in massa en in grootte, maar ook de grootste moleculen zijn te
klein om met een lichtmicroscoop te kunnen zien.
Op korte afstand kunnen moleculen een aantrekkende kracht op elkaar uitoefenen.
De aantrekkende kracht tussen moleculen verschilt.
Moleculen en atomen
Moleculen zijn opgebouwd uit atomen (de elementen van het periodiek systeem).
Atomen hebben een kleine, zware kern, met daaromheen lichte elektronen.
Sommige stoffen, zoals zuivere metalen, bestaan uit één soort atomen. Er bestaan
dus wel ijzeratomen, maar geen ijzermoleculen.
3.2 Faseovergangen en dichtheid
Moleculen bewegen
In een vaste stof trillen de deeltjes op hun plek, in een vloeistof bewegen ze langs elkaar en
in een gas kunnen de moleculen ‘vrij’ bewegen.
Eigenschappen van moleculen:
Ze zijn klein: 3,3 ⋅1022 moleculen water per c m3.
Ze bewegen: de (gemiddelde) snelheid van moleculen is een maat voor de
temperatuur van een stof. Hoe hoger de temperatuur, hoe groter deze snelheid.
Ze verschillen in massa.
Ze trekken elkaar aan. De aantrekkingskracht tussen moleculen wordt de Van der
Waalskracht genoemd.
Warmte en temperatuur
Warmte is de energie die wordt toegevoerd om te verwarmen, of de energie die wordt
onttrokken om af te koelen.
De temperatuur van een hoeveelheid stof geeft aan hoe groot de gemiddelde
bewegingsenergie van de atomen of moleculen van die stof is.
, De laagste temperatuur
Absolute nulpunt: Bij -273 °C bewegen de moleculen helemaal niet meer. Dit is de laagst
mogelijke temperatuur.
Bij de temperatuurschaal van kelvin is het absolute nulpunt gelijkgesteld aan 0 K.
-273 °C = 0 K of 0 °C = 273 K of 100 °C = 373 K
Dichtheid
Warme lucht stijgt op, en warm water is lichter dan koud water. Daardoor is in een meer het
water bovenin warmer dan bij de bodem. Als de temperatuur stijgt gaan de moleculen sneller
bewegen. Dan wordt de onderlinge afstand tussen de moleculen groter en de stof zet uit. De
dichtheid wordt dan kleiner.
De dichtheid neemt af als de stof uitzet door temperatuurstijging.
Vast, vloeibaar, gasvormig
In een vaste stof worden de moleculen op hun plek gehouden door de onderlinge
aantrekkende kracht.
In een vloeistof plakken de moleculen nog wel aan elkaar, maar ze kunnen langs
elkaar bewegen.
In een gas bewegen moleculen vrij door de ruimte.
Graden Celsius en kelvin
Voor het omrekenen gebruik je: T Celsius=T kelvin −273 en Δ T kelvin= Δ T Celsius
Drie eenheden van temperatuur
1. Graden Celsius: gaat uit van het smeltpunt van ijs (0°C) en kookpunt water (100°C)
2. Kelvin: gaat uit van het absolute nulpunt (0 K = -273°C)
Er geldt: T K =T C + 273
3. Graden Fahrenheit: gaat uit van de gemiddelde lichaamstemperatuur (100°F).
Om °F (T F ) om te rekenen naar °C (T C) geldt de volgende formule:
5
T C =( T F−32)
9
Om °C (T C) om te rekenen naar °F (T F ) geldt de volgende formule:
9
T F = T C +32
5
