Les 1 Thermodynamica H14.1 t/m 14.5

• natuurkunde
• HBO
• Studiejaar 2

Introductie

Gabriele Panarelli

[e-mail]

Lisanne van Etten

[e-mail]

Thermodynamica:

• Hoorcollege
  
• Vakdidactiek 
  

Thermodynamica

Giancoli H14 §1 t/m 5

Schooljaar 2023/ 2024

Osiris

Heb je je al ingeschreven? 

Leermiddelen Theorie

Giancoli:

- H14 §1 t/m 5 

- H15 §1 t/m 9

- Appendix D

Brightspace

NATTDY05X-2023-VT-JAAR

Planning

Bekijk de studiewijzer op Brightspace > Cursusorganisatie

Toetsing

Schriftelijke toets over:

- Giancoli H14 §1 t/m 5 + H15 §1 t/m 9 + Appendix D

(Resultaat minimaal 5,5)

Eindopdracht vakdidactiek 

(Resultaat minimaal 5,5)

Mastering Physics

https://mlm.pearson.com/enrollment/hazenberg18277

60% van de opgaven = +0,5 op de theorietoets

Schriftelijke toets

Formuleboekje

Binas

Gewoon rekenmachine

Studielast

5 ECTS

5x28 = 140uur

Wat weet je van thermodynamica?

	Werken in groepen (20 minuten)
Doel	Koppeling vakdidactiek: beginsituatie van de leerlingen benutten (werken aan vaktaal bij de exacte vakken)
Groep	Groep vormen van 3 à 4 studenten
Zelfstandig	Maak begrippennetwerk rond inwendige energie, warmtecapaciteit, soortelijke warmte en latente warmte.
Groep	Vergelijken van begrippennetwerken met andere studenten. Welke verschillen en overeenkomsten zijn er? Vul begrippennetwerk aan met info uit Giancoli.
	Geef aan welke woorden uit het begrippennetwerk passen bij DAT en welke bij CAT.
	Welke DAT woorden zouden leerlingen hebben bij de begrippen?
Groep 1	Maak een overzicht van alle woordcombinaties die passen bij een vakbegrip.
Groep 2	Maak een grafische weergave van een vakbegrip.
Groep 3	Bedenk bij welke redeneringen een vakbegrip terugkomt.
Groepen	Groep presenteert in 1 à 2 minuten een rood onderdeel.

Begrippennetwerk: Een begrippennetwerk is een manier om kennis te organiseren en te visualiseren, waarbij begrippen als knooppunten worden weergegeven en de relaties tussen deze begrippen als verbindingen. Het doel van een begrippennetwerk is om de structuur van de kennis te tonen en om de relaties tussen de begrippen te verduidelijken. Dit kan helpen bij het begrijpen en onthouden van nieuwe informatie, en bij het maken van verbindingen tussen verschillende stukken van kennis.

Een begrip is soms afhankelijk van de context.

Woordcombinatie: manier waarop woorden samen voorkomen in een zin of tekst. Vaste woordcombinaties. Bouwstenen van theorie. Vb. spanning die ergens over staat, stroom die ergens doorheen loopt, energie die wordt omgezet.

Grafisch weergeven: een manier om informatie te presenteren doormiddel van afbeeldingen zoals grafieken, formules, schema’s, modellen, kaarten, etc. Het doel van grafisch weergeven is om informatie helder en overzichtelijk te presenteren, en om patroon en relaties in de data duidelijk te maken. Het Handboek Natuurkunde Didactiek benadrukt dat grafisch weergeven een belangrijk hulpmiddel is in de natuurkunde om de kennis van de studenten te versterken en hen te helpen bij het begrijpen van abstracte begrippen. Door gegevens en berekeningen visueel weer te geven, kunnen studenten de relaties tussen de gegevens beter begrijpen en zich een beeld vormen van de situatie waarop de gegevens betrekking hebben.

Redeneringen: In het Handboek Natuurkunde Didactiek wordt redeneren beschreven als het proces waarbij iemand vanuit bekende informatie nieuwe informatie of conclusies kan afleiden. Redeneren wordt gezien als een belangrijke vaardigheid in de natuurkunde, omdat het helpt bij het begrijpen van complexe problemen en het nemen van beslissingen.

Het handboek beschrijft dat redeneringen in natuurkunde vaak gebaseerd zijn op wetenschappelijke principes en hypotheses die door middel van experimenten of berekeningen worden bevestigd of weerlegd. Het is belangrijk dat leerlingen leren om logisch te redeneren en om te gaan met onzekerheid en onbekende informatie.

Vooraf

Voorkennis activeren, aansluiten vorige les, interesse opwekken

Instructie

Uitleggen, demonstreren, controle vragen stellen

Bij welke 100 gram stof moet je de meeste warmte toevoegen om 1 graden Celsius te verwarmen

1. ijs
2. water
3. stoom
4. maakt niet uit

Rekenvoorbeeld 1
Een blokje van 200 gram koper van 100℃ valt in een beker met 0,5 liter water van 20℃. Wat is de eindtemperatuur? Verwaarloos de warmtecapaciteit van de beker.

Rekenvoorbeeld 2
Een blokje van 200 gram koper van 100℃ valt in een beker met 0,5 liter water van 20℃. Wat is de eindtemperatuur als de warmtecapaciteit van de beker 300 J/K is?

Bij welke situatie moet je de meeste warmte toevoegen?

1. smelten van 1 kg ijs bij 0 °C
2. verwarmen van 1 kg water van 90 °C tot 100 °C
3. verdampen van 1 kg water bij 100 °C
4. condenseren van 1 kg waterdamp bij 100 °C

Smelten van ijs: Q=m*L_sm=0.1 * 334*10^3=3,34*10^4J

Verwarmen van water: Q=cm*delta T=3,762*10^4 J

Verdampen van water: Q=m*L_vd=0.1*2,26*10^6=2,26*10^5 J

Condenseren van waterdamp: Q=m*L_vd

Q=m*L_vd=0.1*2,26*10^6=2,26*10^5 J

Rekenvoorbeeld 3
100 gram (vloeibaar) water met een temperatuur van 10℃ wordt vermengd met 100 gram ijs van −5℃.
Hoeveel gram ijs smelt? Tip: de eindtemperatuur is 0℃.
𝐿_𝑠𝑚 = 3,34∙10^5 𝐽/𝑘𝑔
𝑐_𝑤 = 4,18∙10^3 ( 𝐽)/(𝑘𝑔∙𝐾)
𝑐_𝑖𝑗𝑠 = 2,0∙10^3 𝐽/(𝑘𝑔∙𝐾)

1. 9,5 g
2. 12,5 g
3. 0 g
4. 100 g

Toepassing

Oefenen, groepsopdracht uitvoeren, debatteren

Groep (10 minuten)

Gegeven: 

2,0 liter water met een temperatuur van 40^oC en 3,0 liter water met een temperatuur van 20^oC worden gemengd in een vat dat zelf een  warmtecapaciteit van 2000 J/K en een temperatuur van 10^oC heeft. 

Gevraagd: 

Bereken de eindtemperatuur. 

• Bepaal met groep hoe je zo'n opgave aanpakt.
• Geef een schatting van eindtemperatuur.
• Bereken de eindtemperatuur van het mengsel (hoeft niet helemaal af).
• Waar ben je goed in bij het maken van zo'n opgave?

Waar ben je goed in bij het maken van een opgave (van groepsopdracht)?

Evaluatie

Samenvatten, herhalen, feedback vragen, vooruit blikken

Huiswerk

Opgaven hoofdstuk 14 uit Giancoli: 

- Misconceptual questions 1 + 3 

- Problem 9, 14, 18, 20, 24, 25 en 29

 

Bestuderen:

- Giancoli Giancoli H14 §1 t/m 5

Heb je de leerdoelen behaald? (antwoord volgende dia)

Heb je de leerdoelen behaald?

😒🙁😐🙂😃

Differentiatie

Extra uitleg, uitdagen, plusopdrachten

Soortelijke warmte (3:27 min)

Warmte en temperatuur - warmtecapaciteit - smeltwarmte - verdampingswarmte