Les 4 Thermodynamica H15.2

Vooraf

Voorkennis activeren, aansluiten vorige les, interesse opwekken

1 / 32

Slide 1: Tekstslide

natuurkundeHBOStudiejaar 2

In deze les zitten 32 slides, met interactieve quizzen en tekstslides.

Lesduur is: 120 min

Onderdelen in deze les

Vooraf

Voorkennis activeren, aansluiten vorige les, interesse opwekken

Slide 1 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Thermodynamica

H15 (§2) vervolg

Schooljaar 2022 / 2023

Slide 2 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Leerdoelen les 4

Je kunt een omschrijving in vaktaal geven van volgende vakinhoudelijke concepten:

Thermodynamische processen bij ideale gassen; isobaar, isochoor en adiabaat.

Je past bovenstaande thermodynamische processen toe door opgaven te maken.
Je gebruikt de pijler taalsteun.

Slide 3 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Huiswerk

Mastering Physics

Slide 4 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Vorige les (eventueel extra)

Doel: Je past een isotherm proces toe en je krijgt taalsteun.

Opdracht: Je hebt een isotherm proces van A naar B.

Gegevens: n = 10 mol; T = 373 K; p_A = 1,0.10⁵ Pa; V_A = 0,31 m³ en p_B = 0,5.10⁵ Pa

Vervolgens gaat het gas naar V_C = 0,31 m³ (isobaar)

Tenslotte gaat het gas naar toestand A (isochoor)

1. Schets een passende grafiek en schrijf erbij wat je ziet in de grafiek.

2. Bedenk een manier om het proces helder uit te leggen aan de rest van de klas. Hierbij kun je gebruik maken van “uitleggen, uitbeelden, uitbreiden”.

3. Bereken de arbeid die het gas uitvoert bij het proces van A naar B.

Groepen: 3 personen

Afronding: In maximaal 1 minuut kun je een onderdeel (1, 2 of 3) uitleggen aan klas.

Slide 5 - Tekstslide

Verschillende stappen bespreken

Geven welke waarden gegeven waren en welke je uit het plaatje haalde.

A) Wat is de arbeid van het gas van B naar C?
B) Wat is de arbeid van het gas van C naar B?
C) Wat is de arbeid van het gas van C naar A?

Slide 6 - Open vraag

Deze slide heeft geen instructies

Formule blad

C_P en C_V voor 1-atomig gas gegeven.

Voor 2-atomig gas onthouden dat er meer vrijheidsgraden zijn en dat zowel C_P en C_V omhoog gaan met 2/2.

Bekijk aan de hand van formule blad.

Slide 7 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Instructie

Uitleggen, demonstreren, controle vragen stellen

Slide 8 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Adiabatisch proces

Wat is een adiabatisch proces?
Geef ook een voorbeeld.

Slide 9 - Woordweb

Deze slide heeft geen instructies

Adiabatische processen (delta Q = 0)

Q = 0 => delta U = -W (1e hoofdwet)
Wat gebeurt er met interne energie als ideaal gas uitzet?
W => positief
delta U negatief
temperatuur wordt lager
met pV = nRT loopt curve steiler

Slide 10 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

inwendige energie ideaal gas

Heeft met gemiddelde snelheid

van moleculen te maken

3/2 bij 1-atomig gas

Formuleblad

U = \frac{​ 3 ​ ​}{​ 2 ​} n R T

Δ U = \frac{​ 3 ​ ​}{​ 2 ​} n R . Δ T

Δ U = n . C^{​ V ​ ​} . Δ T

C^{​ V ​ ​} = \frac{​ 3 ​ ​}{​ 2 ​} R

Slide 11 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Een ideaal gas ondergaat een adiabatische expansie, een proces waarbij geen warmte in of uit het gas stroomt. Als resultaat,

nemen zowel de temperatuur als het volume van het gas toe.

nemen zowel de temperatuur als de druk van het gas af.

blijft de temperatuur van het gas constant en neemt de druk af.

nemen zowel de temperatuur als de druk van het gas toe.

Slide 12 - Quizvraag

Deze slide heeft geen instructies

Toestandsvergelijking adiabaat

Voor adiabaat geldt:

p^{​ 1 ​ ​} (V^{​ 1 ​ ​})^{​ γ ​ ​} = p^{​ 2 ​ ​} (V^{​ 2 ​ ​})^{​ γ ​ ​}

γ = \frac{​ C ^{​ P ​ ​} ​ ​}{​ C ^{​ V ​ ​} ​}

Slide 13 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Tabel basisprocessen (alleen reversibele)

Processen

Constant

Isothermisch

* 0

Adiabatisch

* 0

Δ U = Q - W

(Δ T = 0)

(Δ Q = 0)

n R T . ln (\frac{​ V ^{​ 2 ​ ​} ​ ​}{​ V ^{​ 1 ​ ​} ​})

n C^{​ V ​ ​} Δ T

- n C^{​ V ​ ​} Δ T

n R T . ln (\frac{​ V ^{​ 2 ​ ​} ​ ​}{​ V ^{​ 1 ​ ​} ​})

Slide 14 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Slide 15 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

In een isobare compressie van een ideaal gas,

Wordt arbeid verricht op het gas.

Blijft de interne energie van het gas constant.

Wordt er warmte toegevoegd aan het gas.

Wordt er arbeid verricht door het gas.

Slide 16 - Quizvraag

Deze slide heeft geen instructies

Isobaar

Arbeid

Warmte

W = p . Δ V = p^{​ B ​ ​} (V^{​ B ​ ​} - V^{​ D ​ ​})

W = n R \cdot Δ T

Q = n . C^{​ P ​ ​} \cdot Δ T

Slide 17 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Isobaar

Inwendige energie

Δ U = Q - W

Δ U = n C^{​ P ​ ​} Δ T - n R Δ T

Δ U = (C^{​ P ​ ​} - R) n Δ T

Slide 18 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Tabel basisprocessen (alleen reversibele)

Processen

Constant

Isothermisch

* 0

Adiabatisch

* 0

Isobaar

Isochoor

Δ U = Q - W

(Δ T = 0)

(Δ Q = 0)

n R T . ln (\frac{​ V ^{​ 2 ​ ​} ​ ​}{​ V ^{​ 1 ​ ​} ​})

n C^{​ V ​ ​} Δ T

- n C^{​ V ​ ​} Δ T

n R T . ln (\frac{​ V ^{​ 2 ​ ​} ​ ​}{​ V ^{​ 1 ​ ​} ​})

(Δ p = 0)

(Δ V = 0)

p . Δ V = n R Δ T

n C^{​ V ​ ​} Δ T

n C^{​ p ​ ​} Δ T

(C^{​ p ​ ​} - R) n Δ T

n C^{​ V ​ ​} Δ T

Slide 19 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Example 15.5

In motor zet 0,25 mol ideaal 1-atomig gas in cilinder snel en adiabatisch uit tegen zuiger. Daarbij daalt temperatuur van gas van 1150 tot 400 K.

Bereken hoeveel arbeid gas verricht.

Slide 20 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Example 15.5 vervolg

Gegevens:

n = 0,25 mol; adiabatisch (Q = 0); 1-atomig; T_b = 1150 K en T_e= 400 K

Gevraagd W?

Formule blad:

W = \frac{​ 3 ​ ​}{​ 2 ​} n R (T^{​ i ​ ​} - T^{​ f ​ ​})

Slide 21 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Example 15.5 vervolg

Invullen:

W = \frac{​ 3 ​ ​}{​ 2 ​} n R (T^{​ b e g i n ​ ​} - T^{​ e i n d ​ ​})

W = \frac{​ 3 ​ ​}{​ 2 ​} \cdot 0, 25 \cdot 8, 314 \cdot (1150 - 400) = 2300 J

Slide 22 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Toepassing

Oefenen, groepsopdracht uitvoeren, debatteren

Slide 23 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Slide 24 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Geef het eindvolume van de luchtbel

Slide 25 - Open vraag

Deze slide heeft geen instructies

Evaluatie

Samenvatten, herhalen, feedback vragen, vooruit blikken

Slide 26 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Huiswerk

Maken opgaven Mastering Physics van les 4
Bestuderen Giancoli H15, §2

Slide 27 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Leerdoelen les 4

Je kunt een omschrijving in vaktaal geven van volgende vakinhoudelijke concepten:

Thermodynamische processen bij ideale gassen; isobaar, isochoor en adiabaat.

Je past bovenstaande thermodynamische processen toe door opgaven te maken.
Je gebruikt de pijler taalsteun.

Slide 28 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Welk onderdeel vond je gemakkelijk?

Slide 29 - Open vraag

Deze slide heeft geen instructies

Welk onderdeel ga je nog verder oefenen?

Slide 30 - Open vraag

Deze slide heeft geen instructies

Differentiatie

Extra uitleg, uitdagen, plusopdrachten

Slide 31 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Ondersteunend materiaal

Op de elo vind je in de map "ondersteunend materiaal" video's met uitleg over 1e hoofdwet en thermodynamische processen.

Slide 32 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Les 4 Thermodynamica H15.2

Onderdelen in deze les

Slide 1 - Tekstslide

Slide 2 - Tekstslide

Slide 3 - Tekstslide

Slide 4 - Tekstslide

Slide 5 - Tekstslide

Slide 6 - Open vraag

Slide 7 - Tekstslide

Slide 8 - Tekstslide

Slide 9 - Woordweb

Slide 10 - Tekstslide

Slide 11 - Tekstslide

Slide 12 - Quizvraag

Slide 13 - Tekstslide

Slide 14 - Tekstslide

Slide 15 - Tekstslide

Slide 16 - Quizvraag

Slide 17 - Tekstslide

Slide 18 - Tekstslide

Slide 19 - Tekstslide

Slide 20 - Tekstslide

Slide 21 - Tekstslide

Slide 22 - Tekstslide

Slide 23 - Tekstslide

Slide 24 - Tekstslide

Slide 25 - Open vraag

Slide 26 - Tekstslide

Slide 27 - Tekstslide

Slide 28 - Tekstslide

Slide 29 - Open vraag

Slide 30 - Open vraag

Slide 31 - Tekstslide

Slide 32 - Tekstslide

Meer lessen zoals deze

Les 4 Thermodynamica H15.2

Les 4 Thermodynamica H15.2 deel 2

Les 4 Thermodynamica H15.2 deel 2

Les 3 Thermodynamica H15.2

Les 4 Thermodynamica H15.2 deel 2

Les 5 Thermodynamica H15.3-6

Les 3 Thermodynamica H15.2

Les 5 Thermodynamica H15.3-6