Best frisjes hier …

Het absolute nulpunt (wet van Gay - Lussac)

Best frisjes hier…

Ja zeg, we zijn nog lang niet bij het absolute

nulpunt hoor!


Het pictogram in je werkboek is een herinnering waarvan je een foto hebt gemaakt. Door het pictogram aan te klikken komt de foto bij het antwoord te staan.

IntroductieWerkboek en foto’s

De fotoknop wordt gebruikt om het scherm vast te leggen.

Met de werkboek knop worden foto’s en tekst vastgelegd in het werkboek van de Spark.

De deelknop wordt gebruikt om je verslag te exporteren of te af te drukken om je werk in te leveren.

Opmerking: je kan een foto maken van de eerste pagina van je werkboek en dit dan als voorblad van je verslag gebruiken.


VraagstellingDe temperatuur is een maat voor de kinetische energie en dus de beweging van moleculen. Zakt de temperatuur dan vertraagt de beweging. Langzamer bewegen dan stilstaan kan niet, dus betekent dat, dat er een minimum temperatuur bestaat en ja, hoeveel is die dan? Moleculen in hete lucht bewegen snel. In koude lucht bewegen ze langzamer. Wat gebeurt er als ze heel, heel erg koud worden?

Moleculen in hete lucht bewegen snel!

In koude lucht bewegen ze langzamer.

Wat gebeurt er als ze heel, heel, heel heeeeeel erg koud worden???


Achtergrond• Gasmoleculen bewegen zich in de ruimte en ze botsen voortdurend. Dit

veroorzaakt druk. Hoe meer botsingen hoe meer druk.• De temperatuur is de gemiddelde kinetische energie en dus de snelheid

van de deeltjes in een monster.

Het fotootje in je werkboek is een herinnering van de pagina waarvan je een foto hebt gemaakt en om het in je werkboek in te voeren. Druk op om de foto te maken.

Toets1. Druk wordt veroorzaakt door de botsing

van gasmoleculen ______________.

a) in een groter volume

b) met vloeistof moleculen

c) met de wand van het voorwerp waarin ze zitten

d) door hun beweging


Achtergrond • Kinetische energie hangt met de snelheid van de moleculen samen.

Dus als de temperatuur stijgt, gaan de moleculen sneller bewegen.• Een snelheidstoename zal er voor zorgen, dat de moleculen vaker

met de wand in botsing komen en de druk zal dus toenemen. • Het directe verband tussen druk en temperatuur is door Joseph

Gay-Lussac in 1802 ontdekt. Je kunt de wet als volgt omschrijven:

(constant) of

Meer botsingen = hogere druk

Toets2. Als je de temperatuur van een gas in een

bepaald volume verlaagt, wat gebeurt er dan met de gasmoleculen?

a) Zij oefenen meer druk uit.

b) Hun kinetische energie gaat omhoog.

c) Ze bewegen langzamer.

d) Ze bewegen sneller.


Achtergrond • Indien het mogelijk was door koeling steeds meer kinetische energie weg te

nemen, dan zou er een punt komen waarop de gasdeeltjes helemaal geen energie meer over houden!

• Als die deeltjes helemaal geen kinetische energie meer hadden, zouden ze stilstaan en zouden zij ook nergens meer mee botsen en dus geen druk meer uitoefenen.

• Op dit theoretische nulpunt, wanneer alle kinetische energie uit een systeem is verdwenen, stoppen de deeltjes met bewegen. De druk valt terug naar nul. Dit heet het absolute nulpunt.

Het absolute nulpunt (wet van Gay - Lussac)Achtergrond• Omdat de temperatuur

een maat is voor de beweging en dus de kinetische energie, begint de temperatuurschaal van Kelvin bij geen beweging: 0 graden Kelvin.

• Dit betekent dat de schaal van Kelvin geen negatieve waarden kent.

kookpunt van water

hoogst waargenomen temperatuur op aardevriespunt van water

laagste temperatuur op aarde

laagste maan temp.absolute nulpunt

Toets3. De temperatuurschaal van Kelvin is gebaseerd

op ___________________.

a) de beweging van moleculen

b) het vriespunt van water

c) het kookpunt van water

d) de laagste temperatuur ooit gemeten

Het absolute nulpunt (wet van Gay - Lussac)Achtergrond• Je kunt het absolute nulpunt berekenen met de wet van Gay-Lussac door de

verhouding tussen temperatuur en druk te bepalen. De temperatuur is 0⁰ Kelvin als de druk ook nul is.

• Je kunt de wet van Gay-Lussac als volgt weergeven:

• Je moet de temperatuur wel weergeven in Kelvin.

Toets1. Als je de wet van Guy-Lussac gebruikt, moet je

de temperatuur meten in _______.

a) ⁰F

b) kPa

c) ⁰C

d) K


Veiligheid• Volg alle veiligheidsregels, die gelden voor het

practicumlokaal nauwkeurig op.• Wees voorzichtig met heet water! Water van

65˚C (149˚F) heeft al genoeg kinetische energie om je huid en je ogen ernstig te beschadigen.

HEET!!


Materialen en benodigdhedenVerzamel al deze materialen, voordat je met je experiment begint:• verlengkabel voor de sensor• absolute druksensor• snelkoppeling voor de slang aan de sensor• slangkoppeling• snelle temperatuursensor• 1-2 cm siliconenslang• 1 reageerbuis 15mm x 100mm• rubberstop met gat voor de reageerbuis • 2 bekerglazen van 250ml


Materialen en benodigdhedenVerzamel al deze materialen voordat, je met je experiment begint:• 2 piepschuim bekertjes• elastiekje• statief• statiefklem• ijsblokjes (300ml)• water op kamertemperatuur, 300 ml• water van ongeveer 45˚C water, 300 ml• water van ongeveer 55˚C water, 300 ml • water van ongeveer 65˚C water, 300 ml • 2 druppels glycerine

De stappen links maken deel uit van het practicum. Ze staan echter niet in de juiste volgorde. Zet alle stappen in de juiste volgorde en maak daar een foto van.

Zet in de juiste volgorde

A. Zet de afgesloten reageerbuis in een plastic bekertje met ijswater en neem de temperatuur en druk op.

B. Maak de opstelling voor de meting van druk en temperatuur van de lucht, gevangen in een afgesloten reageerbuis .

C. Zet de meetgegevens in een grafiek en gebruik het curve-fit palet om het absolute nulpunt te bepalen.

D. Vervang het ijswater door water van 25˚C, 45˚C, 55˚C, en 65˚C. Noteer steeds de druk en temperatuur.

*Om te kunnen tekenen: 1. Druk op om het palet te

openen.2. Druk op en gebruik je

vinger om de lijn te tekenen.3. Druk op als je klaar bent. Maak je een vergissing, druk

dan op om te wissen.

Vr.1: Wat zou er met de druk in de reageerbuis gebeuren als de temperatuur toeneemt? Teken je voorspelling in je grafiek in.*

Voorspelling


Opstelling1. Verbind de snelle temperatuursensor met het Spark SLS.

2. Verbind de absolute druksensor met de verlengkabel van de Spark.

snelle temperatuursensor

verlengkabel

druksensor

Vr.2: Waarvan meet je de temperatuur en de druk in dit experiment?

Opstelling3. Verbind de snelkoppeling aan het stukje slang en

steek de slangconnector in de andere kant van de slang en de rubberen stop. Gebruik zonodig een paar druppels glycerine om het soepel aan te sluiten.

slangconnectorsnelkoppeling

slang, 1-2 cmrubberen stop

Vr.3:De temperatuursensor zit aan de buitenkant van de reageerbuis, is dit geen probleem? Leg uit.

Opstelling4. Verbind de snelkoppeling met de absolute

druksensor en zorg dat deze goed vastklikt. Druk de rubberstop goed vast in de reageerbuis.

5. Maak met het elastiekje de temperatuursensor vast tegen de buitenkant van de reageerbuis zodat hij ongeveer op de halve hoogte vastzit.

elastiekje

temperatuursensor

Opstelling6. Maak een statiefklem vast aan het

statief en klem daar de hogedruksensor in een rechtopstaande positie vast.

7. Zet het piepschuimbekertje in een bekerglas van 250ml en vul het piepschuim bekertje met ijs, vul aan met water zodat er een ijsbad ontstaat.

Vr.4: Waarom wordt hier een piepschuim bekertje gebruikt en niet het bekerglas alleen?


OpstellingVr.5a: Wat is hier de afhankelijke variabele?

Vr.5b: Wat is hier de onafhankelijke variabele?

Meten1. Druk op om de nieuwe

meting te beginnen. 2. Wacht ongeveer 2 minuten

om de temperatuur van de lucht gelijk te laten worden aan die van het ijsbad.

3. Druk op om de meting van de temperatuur (in˚C en K) en druk vast te leggen.

4. Haal de reageerbuis uit het ijsbad.

Opstelling8. Plaats het bekerglas met

piepschuimbekertje onder de absolute druksensor en laat de reageerbuis langzaam in het ijswater zakken.

9. Zet de reageerbuis zo schuin dat deze geheel door het ijswater wordt bedekt en pak er meer ijs omheen zodat de reageerbuis helemaal in het ijs gepakt zit.

Vr.6: Waarom is het nodig dat de hele reagerbuis door het ijs bedekt is?

Meten5. Zet het tweede piepschuim

in het tweede bekerglas . 6. Vul het met water van

ongeveer 25˚C. 7. Zet de reageerbuis zo schuin

dat deze helemaal onder water komt.

8. Wacht ongeveer 2 minuten.9. Druk op om de

temperatuur en druk vast te leggen.

10. Verzamel nog 3 datapunten door water van:

± 45 ˚C ±55 ˚C

± 65 ˚C te gebruiken.11. Wacht telkens 2 minuten

en druk dan op om de temperatuur en de druk weer vast te leggen.

12. Druk, wanneer je alle 5 datapunten hebt verzameld, op om de meting te stoppen.

Meten

Gegevensverwerking1. Stel met gebruikmaking van

je meetgegevens de wiskundige formule op om de temperatuurschaal om te zetten van Celsius naar Kelvin.

*Een curve fit maken: 1. Druk op om het palet te

openen.2. Druk op om het curve fit

scherm te openen. 3. Druk op de naam van de

gewenste curve fit.

Gegevensverwerking2. Maak met de meetwaarden

in graden Celsius de lineaire fit.*

Let op: De formule voor de beste fit heeft de vorm:

P = kT (y = mx + b)


Gegevensverwerking3. Gebruik je formule om de waarde van het absolute nulpunt in graden Celsius te

berekenen.Tip: Het absolute nulpunt is daar waar de druk gelijk is aan nul.


Gegevensverwerking4. Bereken hoeveel procent jouw experimentele benadering afwijkt. (De

algemeen geaccepteerde waarde voor het absolute nulpunt is -273,15˚C.) Toon je werk.

Procent afwijking =(geaccepteerde waarde – berekende waarde)

geaccepteerde waarde x 100

Gegevens invoeren:1. Druk op om het palet te

openen.2. Druk op selecteer

vervolgens een cel in de lijst. Deze zal geel oplichten.

3. Druk op om het toesenbord scherm te openen.

5. Bereken de constante (k) voor de 5 punten die je hebt verzameld waarbij je de temp. in Kelvin neemt. Zet de constanten in de tabel P/T=k

Gegevensverwerking

Gegevens invoeren: 1. Druk op om het palet te

openen.2. Fruk op selecteer

vervolgens een cel in de lijst. Deze zal geel oplichten.

3. Druk op om het toetsenbord scherm te openen.

Gegevensverwerking6. Bereken de constante (k)

voor de 5 punten die je hebt verzameld waarbij je de temp. in Celsius neemt. Zet de constanten in de tabel P/T=k

1. Was het quotiёnt van de druk gedeeld door de temperatuur een constante toen je de temperatuur in graden ˚C uitdrukte. Waarom?

Analyseren2. Was het quotiёnt van de

druk gedeeld door de temperatuur een constante toen je de temperatuur in Kelvin uitdrukte? Waarom?

3. Zijn druk en temperatuur recht of omgekeerd evenredig aan elkaar? Hoe zie je dat?


Analyseren4a. Waarop berust de temperatuurschaal van Kelvin?

4b. Wat is zo bijzonder aan 0⁰ Kelvin?


Analyseren5. Bereken de luchtdruk in de reageerbuis als je hem zou verwarmen tot 100,0

°C. Toon je werk (er zijn verschillende stappen nodig)!


Samenvatting1. Een ander groepje heeft hetzelfde

experiment gedaan met een injectiespuit in plaats van de reageerbuis. Zou dat problemen op kunnen leveren? Leg uit.


2. Leg uit waarom een te hard opgeblazen band kan klappen als ermee gereden wordt op een erg hete dag.

Samenvatting

Meerkeuzevraag 1. Welke grafiek geeft het beste de verhouding

tussen de druk en de temperatuur, in Kelvin, van een gas weer ?

Meerkeuzevraag2. Waarom wordt de druk 0 op het absolute

nulpunt?

a) Op het absolute nulpunt stoppen alle moleculen met bewegen.

b) Op het absolute nulpunt heerst een absoluut vacuϋm.

c) Op het absolute nulpunt is het gasvolume erg klein geworden.

d) Op het absolute nulpunt wordt alle energie van het gas als licht uitgestraald.

Meerkeuzevraag 3. Hoeveel graden Celsius is 413 K ?

a) -273˚Cb) 0˚Cc) 140˚Cd) 696˚Ce) 237˚K

Meerkeuzevraag 4. Als een gasfles een druk heeft van 800 kPa bij

een temperatuur van 27°C, wat wordt de druk dan als we de temperatuur verdubbelen naar 54˚C?

a) 1600 kPa

b) 400 kPa

c) 872 kPa

d) 734 kPa

Meerkeuzevraag 5. Als de temperatuur van een gas in een

afgesloten vat afneemt, dan neemt de druk _________________.

a) toe

b) af

c) blijft gelijk

d) antwoord A of B, dat hangt van het gas af


Gefeliciteerd!Je hebt je onderzoek klaar.Volg de instructies van de docent om alles op te ruimen en de resultaten van het onderzoek door te geven.


Naslag1.PENGUINS http://www.openstockphotography.org/image-licensing/penguins/Adelie_penguins_at_Cape_Geddes_Laurie_Island_1962.jpg2.THERMOMETER http://www.freeclipartnow.com/science/thermometer-big.jpg.html3.FLAMES http://www.freeclipartnow.com/science/energy/Flames-1.jpg.html4.ICICLE http://www.freeclipartnow.com/nature/weather/icicles.jpg.html5.SNOW FLAKE http://www.freeclipartnow.com/nature/weather/snow/snow-flake-shadowed.jpg.html6.STOP SIGN http://www.freeclipartnow.com/small-icons/miscellaneous/stop-sign.jpg.html7.WEATHER http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Mistral_wind1.jpg8.BALLOONS http://www.freeclipartnow.com/recreation/partying/balloons-01.jpg.html9.HOT WARNING http://commons.wikimedia.org/wiki/File:DIN_4844-2_Warnung_vor_heisser_Oberflaeche_D-W026.svg10.EYE WASH http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sign_eyewash.svg11.BEAKER http://www.freeclipartnow.com/science/flasks-tubes/beaker-2.jpg.html12.CRUSHED ICE http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hail_001.JPG13.GLASS OF WATER http://www.freeclipartnow.com/food/beverages/glass-of-water.jpg.html14.CALCULATOR http://www.freeclipartnow.com/education/supplies/simple-calculator-01.jpg.html15.TWO GAS CYLINDERS http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Compressed_gas_cylinders.mapp_and_oxygen.triddle.jpg

Best frisjes hier …

Documents

Transcript of Best frisjes hier …