G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem Druk tot gasdruk Hoe ontstaat gasdruk? Hoe kun je gasdruk meten? G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem

G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem Druk tot gasdruk Hoe ontstaat gasdruk? Gasdruk ontstaat door de botsingen van bewegende moleculen G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem

G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem Druk tot gasdruk Hoe ontstaat gasdruk? Gasdruk ontstaat door de botsingen van bewegende moleculen (tegen elkaar) en tegen de wanden (actie = -reactie) v F wand G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem

G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem Druk tot gasdruk Hoe ontstaat gasdruk? Gasdruk ontstaat door de botsingen van bewegende moleculen (tegen elkaar en) tegen de wanden (actie = -reactie): al die kleine krachten zijn bij elkaar best wel sterk: ~10 N/cm2 Demo: Leg een een speelkaart op een met water gevuld glas en draai het om G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem

G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem Druk tot gasdruk Hoe kun je gasdruk meten? Wat was druk ook al weer? G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem

G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem Druk tot gasdruk Druk = kracht / oppervlakte p = F/A in Pascal 1 Pa = 1 N/m2 G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem

G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem Druk tot gasdruk Druk = kracht / oppervlakte p = F/A in Pascal 1 Pa = 1 N/m2 Bv.: Neem een potloodje tussen duim en wijsvinger: G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem

G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem Druk tot gasdruk Druk = kracht / oppervlakte p = F/A in Pascal 1 Pa = 1 N/m2 Bv.: Neem een potloodje tussen duim en wijsvinger: de twee krachten op het potloodje zijn even groot, maar de oppervlakken niet en dus is de druk links en rechts niet gelijk G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem

G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem Druk tot gasdruk Druk = kracht / oppervlakte p = F/A in Pascal 1 Pa = 1 N/m2 Bv.: Neem een potloodje tussen duim en wijsvinger: de twee krachten op het potloodje zijn even groot, maar de oppervlakken niet en dus is de druk links en rechts niet gelijk Hoe groter de druk, hoe meer beschadiging G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem

G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem Druk tot gasdruk Druk = kracht / oppervlakte p = F/A in Pascal 1 Pa = 1 N/m2 Hoe groter de druk, hoe meer beschadiging Voorbeelden van grote druk zijn: Voorbeelden van lage druk zijn: G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem

G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem Druk tot gasdruk Druk = kracht / oppervlakte p = F/A in Pascal 1 Pa = 1 N/m2 Hoe groter de druk, hoe meer beschadiging Voorbeelden van grote druk zijn: Naald, mes, hoge hakken Voorbeelden van lage druk zijn: Zwemvliezen van een eend, oprij platen op een bouwterrein G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem

G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem Druk tot gasdruk Druk = kracht / oppervlakte p = F/A in Pascal 1 Pa = 1 N/m2 Bekijk het hiernaast getekende voorbeeld: Wat is de druk op de tafel? Wat is de druk op de vloer? 4dm x 5dm 0,5dm x 1dm 150 N 50 N 12dm x 8dm G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem

G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem Druk tot gasdruk Druk = kracht / oppervlakte p = F/A in Pascal 1 Pa = 1 N/m2 Wat is de druk op de tafel? p = F/A = 50N / 20dm2 = 2,5 N/dm2 Wat is de druk op de vloer? 4dm x 5dm 0,5dm x 1dm 150 N 50 N 12dm x 8dm G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem

G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem Druk tot gasdruk Druk = kracht / oppervlakte p = F/A in Pascal 1 Pa = 1 N/m2 Wat is de druk op de vloer? p = F/A = 200N / (4 x 0,5dm2 )= 100 N/dm2 of: ( 200N / 4 ) / 0,5dm2 = 100 N/dm2 De druk op 4 poten is gelijk aan de druk op 1 poot (alles moet wel symmetrisch zijn) 4dm x 5dm 0,5dm x 1dm 12dm x 8dm 150 N 50 N G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem

G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem Druk tot gasdruk Hiernaast staan 2 bakken met water Welke druk is groter? Links of rechts? G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem

G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem Druk tot gasdruk Hiernaast staan 2 bakken met water Welke druk is groter? Links of rechts? p = F/A = (m.g)/A = (ρ.V.g)/A = (ρ.A.h.g)/A = ρ.h.g NB. (2x3)/3= 2x(3/3)= 2x1 = 2 h A ρ = m/V dus m = ρ.V V = A.h G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem

G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem Druk tot gasdruk Hiernaast staan 2 bakken met water Welke druk is groter? Links of rechts? p = F/A = (m.g)/A = (ρ.V.g)/A = (ρ.A.h.g)/A = ρ.h.g p hangt niet van A af !! (NB: Als A 2x dan F ook 2x) h A p = ρ.h.g G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem

G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem Druk tot gasdruk In de bak met water hiernaast zitten 3 gaatjes Uit welk gat spuit het water het verst? A B C G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem

G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem Druk tot gasdruk In de bak met water hiernaast zitten 3 gaatjes Uit welk gat spuit het water het verst? De druk bij C is het grootst want p = ρ.h.g h A B C G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem

G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem Druk tot gasdruk In de bak met water hiernaast zitten 2 gaatjes A en B Uit welk gat spuit het water het verst? (bij A is het water minder hoog dan bij B?) A B C G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem

G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem Druk tot gasdruk In de bak met water hiernaast zitten 2 gaatjes A en B Stel je een super dunwandig doosje voor tussen A en B (zie tekening) gevuld met water Het water drukt links en rechts tegen het doosje A B C G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem

G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem Druk tot gasdruk In de bak met water hiernaast zitten 2 gaatjes A en B Stel je een super dunwandig doosje voor tussen A en B (zie tekening) gevuld met water Het gaat niet bewegen dus zijn beide krachten even groot: dus is de druk bij A even groot als bij B: ze spuiten even hard A B C G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem

G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem Druk tot gasdruk In de bak met water hiernaast zitten 2 gaatjes A en B Wat gebeurt er als kurk C losgaat? A B C G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem

G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem Druk tot gasdruk In de bak met water hiernaast zitten 2 gaatjes A en B Wat gebeurt er als kurk C losgaat? Het water spuit erboven uit A B C G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem

G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem Druk tot gasdruk In de bak met water hiernaast zitten 2 gaatjes A en B Hoe moet je de druk bij A berekenen? A B C G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem

G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem Druk tot gasdruk In de bak met water hiernaast zitten 2 gaatjes A en B Hoe moet je de druk bij A berekenen? De druk bij A is even groot als die bij B (gelijke diepte) Gebruik in de formule p = ρ.h.g voor h de afstand tot het vloeistof oppervlak A B C h G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem

G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem Druk tot gasdruk In de bak hiernaast zit water Staat het water bij A even hoog als bij B (als het water in rust is)? Of staat het lager/hoger? A B ? G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem

G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem Druk tot gasdruk In de bak hiernaast zit water Staat het water bij A even hoog als bij B (als het water in rust is)? Of staat het lager/hoger? Het staat even hoog want: bij een vloeistof in rust is de druk op gelijke diepte overal even groot, dus hA = hB A B hA hB G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem

G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem Druk tot gasdruk Toestel van Hartl Een doosje met rubber deksel wordt onder water gehouden. De lucht in het doosje is aangeloten op een manometer met water. Het staat even hoog hA = hB Dit is ook als je het doosje draait (terwijl hij even diep blijft) hA hB G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem

G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem Druk tot gasdruk Toepassing: 1. Hydraulische pers/lift Bij een vloeistof in rust is op gelijke hoogte de druk gelijk dus pLinks = pRechts FL/AL = FR/AR Met een klein krachtje links, kun je hier rechts een heel grote kracht uitoefenen L R G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem

G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem Druk tot gasdruk Toepassing: 2. Vloeistof manometer Bij een vloeistof in rust is op gelijke hoogte de druk gelijk dus pL = pR pgas = pbuiten + pvloeistof L pgas pbuiten R G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem

G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem Druk tot gasdruk Toepassing: 2. Vloeistof manometer Bij een vloeistof in rust is op gelijke hoogte de druk gelijk dus pL = pR pgas = pbuiten + pvloeistof Wat gebeurt er als pgas < pbuiten ? L pgas pbuiten R G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem

G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem Druk tot gasdruk Toepassing: 2. Vloeistof manometer Bij een vloeistof in rust is op gelijke hoogte de druk gelijk dus pL = pR pgas = pbuiten + pvloeistof NB: pvloeistof heet ook wel de overdruk/onderdruk Hoe groot is de overdruk van de aardgas leiding? L pgas pbuiten R G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem

G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem Druk tot gasdruk Hoe meet je pbuiten ? Vul de getekende U-buis met kwik vacuüm !! 76 cm Hg G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem

G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem Druk tot gasdruk Toepassing: Hoe meet je pbuiten ? 3. Vloeistof barometer Bij een vloeistof in rust is op gelijke hoogte de druk gelijk dus pL = pR pbuiten = pvloeistof = 76 cm Hg Hoe hoog zou een waterkolom in een barometer moeten zijn? L R vacuüm !! pbuiten G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem

G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem Druk tot gasdruk Toepassing: 3. Vloeistof barometer pbuiten = pvloeistof = 76 cm Hg Met kwik: p = ρ.h.g =13,5x103 x 0,76 x 9,81 = 10065,06 N/m2 Met water: p = ρ.h.g =0,998 x103 x h x 9,81 = 10065,06 N/m2 dus h = 10,28 m L R vacuüm !! G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem

G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem Druk tot gasdruk Toepassing: 3. Vloeistof barometer pbuiten = pvloeistof = 76 cm Hg pvloeistof = h = 10,28 m waterdruk Rare consequentie: je kunt water met de allerbeste pomp niet hoger opzuigen dan 10 m (het hangt van de luchtdruk af) L R vacuüm !! G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem

G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem Druk tot gasdruk Toepassing: 3. Vloeistof barometer pbuiten = pvloeistof = 76 cm Hg NB: 76 cm Hgdruk (= 1 atmosfeer) is (was) een practische eenheid : kun (kon) je goed meten met een kwikbarometer L R vacuüm !! G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem

G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem Druk tot gasdruk Toepassing: 3. Vloeistof barometer NB: tegenwoordig gebruiken we de Pascal: 1 Pa = 1 N/m2 de luchtdruk is ongeveer 10065,06 N/m2 (= 76 cm Hg) Vandaar de afspraak: 1 bar = 105 N/m2 De bar hoort bij het SI (afgeleide eenheid) L R vacuüm !! G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem

G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem Druk tot gasdruk Metaal barometer De luchtdruk is ongeveer: 1 bar = 105 Pa = 1000 mb 1 mb = 102 Pa = 1 hPa (hectoPascal) 1000 mb = 1000 hPa Als de luchtdruk stijgt, gaat dan de punt van de wijzer van de hiernaast getekende metaalbarometer naar links of naar rechts? pbuiten onderdruk ? G.Hoeksema Rietveld Lyceum Doetinchem