Hofdstuk 3.0 Water - Klas 2BC

• newEditor
• Natuurkunde / Scheikunde
• Voortgezet speciaal onderwijs
• Leerroute 2

Hoofdstuk 3 - Water - klas 2B/2C

• §1 IJs – water – waterdamp

• §2 Temperatuur meten

• §3 Veranderen van fase

• §4 Kookpunt en smeltpunt

Hoofdstuk 3 - Water

§ 3.1 IJs – water – waterdamp “Leerdoelen”

1. Je kunt de drie fasen van water herkennen in de praktijk.

2. Je kunt de drie fasen van water beschrijven met het deeltjes model.

3. Je kunt met het deeltjesmodel verklaren waarom ijs en veel andere vaste stoffen een kenmerkende kristalstructuur hebben.

4. Je kunt uitleggen wat cohesie en adhesie zijn.

§3.1 IJs – water – waterdamp 

VAST, VLOEIBAAR EN GASVORMIG 

Water komt in de natuur voor: 

• als vaste stof: ijs; 

• als vloeistof: (vloeibaar) water; 

• als gas: waterdamp. 

• De drie toestanden waarin je water
  (en andere stoffen) kunt tegenkomen, noem je fasen. 

§3.1 IJs – water – waterdamp 

Het DEELTJESMODEL 

§3.1 IJs – water – waterdamp 

• Waterdamp kun je niet zien!

• Mist is niet hetzelfde als waterdamp, maar kleine druppels!

• Sneeuw bestaat uit kristallen (kristalstructuur) = vast.

• Neerslag:

  • Regen, sneeuw, hagel

  • Dauw (vloeistof)

  • Rijp (kristallen)

  • Ijzel

§1 IJs – water – waterdamp 

Sneeuw en ijs is vast water in een kristalstructuur. Hierdoor ontstaat een “kristalrooster”, waarin iedere molecuul een vaste plaats heeft!

§3.1 IJs – water – waterdamp 

Cohesie <-> Adhesie

• Co = zelfde

• Ad = tegengestelde

Voorbeelden adhesie:

• Suiker & Water

• Papier & Water

• Filmpje “Cohesie & Adhesie & Capillairen”

§3.1 IJs – water – waterdamp

De dichtheid van water:

• Water heeft bij 20 °C een dichtheid van 1,0 g/cm3.

• De dichtheid van ijs is maar 0,9 g/cm3.

§3.1 Huiswerk

Opdrachten:

• Maak nu in de klas opdrachten:

• Maak thuis opdrachten:

§3.2 Temperatuur meten “Leerdoelen”

1. Je kunt beschrijven hoe je de temperatuur van de lucht om je heen kan meten.

2. Je kunt de onderdelen van een vloeistofthermometer benoemen.

3. Je kunt uitleggen hoe een vloeistofthermometer werkt.

4. Je kunt een digitale thermometer beschrijven.

5. Je kunt uitleggen wat het meetbereik is van een thermometer is.

6. Je kunt een thermometer voorzien van een schaalverdeling in graden Celsius door gebruik te maken van het smeltpunt van ijs en het kookpunt van water.

7. Je kunt uitleggen waarom en hoe snel de temp. van reizigers op een vliegveld gemeten kan wordt.

§3.2 Temperatuur Meten

Thermometer (vloeistofthermometer):

1. Stijgbuis

2. Reservoir

3. Schaalverdeling

4. Meetbereik = verschil hoogste/laagste
   waarde (-20 / 120 °C )

Alcohol zet uit in een dunne buis!

§3.2 Temperatuur Meten

De Celsius Schaal:

• 0 °C = smeltend ijs

• 100 °C = kokend water

De schaal wordt verdeeld in 100 stappen tussen de 0 en 100 °C streepjes!

§3.2 Temperatuur Meten

Andere thermometers:

• Analoge Thermometer (metalen veer)

• Digitale Thermometer (elektronisch)

§3.2 Temperatuur Meten

Thermoscan op vliegveld:

• Warmtestralingsmeter!

• “Thermogram”

• Diverse warmtezones – kleuren

• > 38 °C mogelijk Corona!

§3.2 Huiswerk

Opdrachten:

• Maak nu in de klas opdrachten:

• Maak thuis opdrachten:

§3.3 Verandering van Fase “Leerdoelen”

1. Je kunt de zes fase-overgangen van stoffen beschrijven.

2. Je kunt beschrijven hoe de fase-overgangen van water een belangrijke rol spelen bij allerlei weersverschijnselen.

3. Je kunt met het deeltjesmodel verklaren hoe het komt dat de temperatuur een belangrijke rol speelt bij smelten en verdampen.

4. Je kunt uitleggen hoe het komt dat water krimpt bij afkoelen tot 4 °C en vervolgens weer uitzet tussen 4 en 0 °C.

§3 Verandering van Fase en het weer

• Smelten: Als het gaat dooien, smelt de ijslaag in plassen en bomen.

• Verdampen: Plassen worden steeds kleiner en verdwijnen bij warm weer. Water wordt “onzichtbaar” waterdamp!

• Condenseren: Als het ‘s-nachts afkoelt, condenseert het waterdamp op planten en zie je kleine druppels.

• Bevriezen: Als het nog kouder wordt, word(en) water-(druppels) ijs of sneeuw.

• Vervluchtigen: Als het erg koud en droog is kan ijs en sneeuw direct overgaan naar “onzichtbare” waterdamp!

• Rijpen: Als de temperatuur sterk onder de 0 °C komt, gaat waterdamp uit de lucht gelijk over naar kleine ijskristallen!

We kennen in principe 3 fasen:

gas

vast

vloeibaar

condenseren

verdampen

smelten

Stollen/bevriezen

Vervluchtigen
(of sublimeren)

rijpen

§3.3 Veranderen van fase

§3.3 Veranderen van Fase

Invloed van Temperatuur (Film):

Als temp. stijgt gaan moleculen harder trillen;

Door harder trillen zet de stof uit;

Bij “smelten” verliest de molecuul zijn vaste plaats en wordt een vloeistof;

Bij verdampen ontsnappen moleculen aan de oppervlakte

§3.3 Veranderen van Fase

Water is een uitzondering

Als temp daalt onder de 4 °C daalt, zet water juist uit!

Als het daarna bevriest (van 4 - 0 °C) zet het verder uit: 1 dm3 van 0 °C -> ca. 1,1 dm3 ijs!

Dit komt doordat ijs een bijzonder kristalstructuur krijgt: zeshoeken met veel lege ruimtes. Dus molecuul afstand is groter!

§3.3 Huiswerk

Opdrachten:

• Maak nu in de klas opdrachten:

• Maak thuis opdrachten:

§3.4 Kookpunt en smeltpunt “Leerdoelen”

1. Je kunt beschrijven wat er gebeurt als water kookt.

2. Je kunt uitleggen wat het kookpunt en smeltpunt (vriespunt/stolpunt) van een stof zijn.

3. Je kunt uitleggen waarom het kookpunt en smeltpunt stofeigenschappen zijn.

4. Je kunt uitleggen hoe je het vriespunt of smeltpunt van water kunt verlagen.

5. Je kunt in een temperatuur-tijddiagram de smelt-, stol- en kookgrafiek van een stof interpreteren.

6. Je kunt het verschil tussen kookpunt en kook traject uitleggen a.d.h.v. Kookgrafiek in een temperatuur-tijddiagram.

§3.4 Kookpunt en Smeltpunt

Als je water verhit:

1. Luchtbellen ontstaan en ontsnappen!

2. Waterdampbellen ontstaan, maar verdwijnen weer!

3. Waterdampbellen bereiken oppervlak en ontsnappen = koken (bij 100 °C = kookpunt)

“Elke zuivere stof heeft een eigen kookpunt” -> Stofeigenschap!

§3.4 Kookpunt en Smeltpunt

Als de temperatuur onder de 0 °C komt, bevriest water!

= Smeltpunt van ijs
(of Vriespunt van water)

“Elke zuivere stof heeft een eigen smeltpunt” -> Stofeigenschap!

§3.4 Kookpunt en Smeltpunt

Het smeltpunt (of vriespunt) en kookpunt van andere stoffen!

§3.4 Kookpunt en Smeltpunt

Vriespunt verlagen

• Door zout toe te voegen aan ijs of water, verlaag je het smelt- (vries-) punt tot ca. -8 °C!

• Door antivries toe te voegen aan koelvloeistof in de motor voorkom je dat dit bevriest in de winter!

“Deze stof is immers niet meer zuiver en zal dus andere smelt- en kookpunten (-trajecten) hebben”

§3.4 Kookpunt en Smeltpunt

Smeltdiagram (en stoldiagram) van stearinezuur (kaarsvet)

§3.4 Kook- en smelttraject van een mengsel

Zuiver water heeft een kookpunt

/ Wijn een kooktraject

§3.4 Huiswerk

Opdrachten:

• Maak nu in de klas opdrachten:

• Maak thuis opdrachten:

Einde Hfst. 3 Water!