volume versus druk!

Introductie Werkboek en foto’s De fotoknop wordt gebruikt om het scherm vast te leggen. 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. 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.

Vraagstelling Bepaal het effect van het volume op de druk van een afgesloten systeem, dat een vast aantal moleculen bevat bij een vaste temperatuur. Een skippy bal bevat een vast aantal moleculen bij een vaste temperatuur. Wat zou er met de druk gebeuren, als je het volume liet afnemen door erop te gaan zitten?

Achtergrond Vaste stoffen en vloeistoffen nemen een vaste hoeveelheid ruimte in. Het volume van gassen kan veranderen . De gasmoleculen kunnen worden samengeperst in een kleiner volume en als ze dan weer in de ruimte worden gelaten vullen ze zich weer helemaal op.

Toets Welke moleculen kunnen in een kleinere ruimte worden samengeperst? vaste stof. vloeistof. gas. vaste stof, vloeistof en gas. 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. L6 – text box [ Wat is je keuze….. ]

Achtergrond De mogelijkheid die gassen hebben om de hoeveelheid ruimte , die zij innemen te veranderen, wordt verklaard in de kinetische gastheorie. Deze theorie neemt aan: Gassen kunnen gezien worden als harde bolletjes, die zover uit elkaar zijn, dat ze geen volume innemen. Gasmoleculen bewegen zich in rechte lijnen voort, totdat ze op elkaar of tegen de wand botsen en ze van richting moeten veranderen. De bewegingen van gasmoleculen zijn willekeurig en botsingen zijn elastisch: ze winnen noch verliezen energie bij botsingen.

Toets Volgens de theorie liggen de gasmoleculen zover uiteen dat ze __________ van de ruimte waarin ze zitten innemen. 70% 50% 30% 0% gasmoleculen L6 – text box [Mijn keuze is… ]

Achtergrond Een gas dat zich volgens de regels gedraagt heet een ideaal gas. Hoewel een ideaal gas niet bestaat, gedragen veel gassen onder vele omstandigheden van temperatuur en druk zich wel als een ideaal gas. Ideale gassen houden zich aan vele wetten, waaronder de wet van Boyle, die beschrijft hoe druk (P) en volume (V) van een gas samenhangen bij een constante temperatuur (T). kracht 2 N oppervlakte Druk is een gemiddelde kracht op een oppervlak. Gasmoleculen oefenen die kracht uit als ze tegen de wand van het vat waarin ze zitten botsen. 100ml 500ml Volume is de ruimte die stoffen innemen.

Veiligheid Volg alle regels voor een veilig practicum nauwlettend op. Druk de lucht in je injectie spuit niet teveel samen, zodat je je niet kunt verwonden..

Materialen en benodigdheden Verzamel alles wat je nodig hebt voordat je met je experiment begint: absolute druksensor verlengkabel voor de sensor plastic injectiespuit van 20 of 60ml een stukje slang, 1-2cm snelkoppeling 2 tot 3 druppels glycerine

Zet in de juiste volgorde 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 een foto. A. Verbind de injectiespuit, gevuld met 20ml lucht, met de absolute druksensor. B. Bereken de gemiddelde druk bij elk volume en gebruik deze waarden om de relatie tussen P en V te bepalen. C. Noteer de absolute druk (P) bij 20ml, 18ml, 16ml, 14ml, 12ml, 10ml, 8ml, en 6ml. D. Verzamel nog 2 sets meetwaarden voor de absolute druk (P) voor elk van de volumes (V). L6 – text box [De juiste volgorde is… ]

Voorspelling Vr.1: Wat zal er gebeuren met de druk (P) in de spuit als je het volume (V) verlaagt? Teken je voorspelling in de grafiek in*. *Voorspelling tekenen: 1. Druk op om het palet te openen. Druk op en gebruik je vinger om de lijn te tekenen. Druk op als je klaar bent 4. Maak je een vergissing, druk dan op om de lijn te wissen.

Opstelling Verbind de absolute druksensor met de verlengkabel aan de Spark. verlengkabel absolute druksensor

Opstelling Vr.2: Wat is de onafhankelijke variabele in dit experiment en in welke eenheden wordt die uitgedrukt? Verbind de injectiespuit met behulp van een stukje slang aan de snelkoppeling. Gebruik zo nodig een druppel glycerine om het beter te laten glijden. spuit slang, 1-2cm snelkoppeling L6 – text box [De onafhankelijke variabele is… ] [Eenheden… ] druppel glycerine druppel glycerine

Opstelling Vul de injectiespuit met 20ml lucht. Vr.3: Wat is de afhankelijke variabele in dit experiment en in welke eenheden wordt die uitgedrukt? Vul de injectiespuit met 20ml lucht. Plaats de snelkoppeling op de absolute druksensor en draai deze in de richting van de wijzers van de klok totdat hij vastklikt. drukpoort L6 – text box [De afhankelijke variabele is… ] [Eenheden… ] snelkoppeling

Meten Druk op om de meting te starten. Zet het volume van de spuit op 20ml. Wanneer de waarde niet meer verandert , druk dan op om de druk vast te leggen. Herhaal de stappen 2 en 3, maar nu met het volume van de spuit samengedrukt tot 18ml, 16ml, 14ml, 12ml, 10ml, 8ml and 6ml. Druk op om de meting te stoppen.

Maak met de snelkoppeling de spuit los van de sensor. Vul de spuit weer tot 20ml en bevestig hem opnieuw aan de sensor. Druk op om de meting opnieuw te starten. Druk de spuit weer in tot de opgegeven volumes en wanneer de waarde niet meer veandert, druk dan op om de druk vast te leggen. Druk op om de meting opnieuw te stoppen.

Vr.5: Wat veroorzaakt de druk in de spuit? Vr.4: Bij welk volume wordt het moeilijk de spuit in te drukken? Waarom? Vr.5: Wat veroorzaakt de druk in de spuit? Vr.6: Waarom moet je de meting een aantal keren herhalen? L4 – text box [Het wordt moeilijk, omdat…..] L5 – text box [De druk wordt veroorzaakt door… ] L6 – text box [Omdat… ]

Maak met de snelkoppeling de spuit weer los van de sensor. Vul hem weer tot 20ml en bevestig hem opnieuw aan de sensor. Druk op om de derde meting te starten. Druk de spuit weer in tot de opgegeven volumes en wanneer de waarde niet meer verandert, druk dan op om de druk vast te leggen. Druk op om de meting te stoppen.

Gegevensverwerking Bereken de gemiddelde druk voor elk volume. Noteer de gemiddelden.* *Gegevens invoeren: Druk op om het palet te openen. Druk op selecteer vervolgens een cel in delijst. Deze zal geel oplichten.. Druk op om het toetsenbord scherm te opernen.

Gegevensverwerking Beschrijf wat er gebeurt in de grafiek. Hoe kan de verhouding tussen druk en volume op wiskundige wijze worden weergegeven? L6 – text box [Als het volume in de spuit afneemt neemt de druk… ] [Wiskundig is dat… ]

Gegevensverwerking Bereken voor elke meetserie de constante k.* P×V= k De wet van Boyle! *Gegevens invoeren: Druk op om het palet te openen. Druk op selecteer vervolgens een cel in de lijst. Deze zal geel oplichten. Druk op om het toetsenbordscherm te openen.

Gegevensverwerking Wat is de k voor lucht? Bepaal het gemiddelde voor deze k’s, die je hebt gevonden bij elk volume bij alle drie meetseries. L6 – text box [De constante k voor lucht is gemiddeld… ]

Gegevensverwerking Pas een lineaire fit toe op de curve van constante k versus het volume*. *maken van een curve fit: 1. Druk op om het palet te openen. 2. Druk op om het curve fit scherm te openen. 3. Druk op naam van de fit die je wilt gebruiken.

Gegevensverwerking De grafiek op de vorige pagina toont de waarde van k versus het volume. Voor een ideaal gas zou de waarde k constant moeten zijn voor alle volumes. Is dat hier zo en waarom? L456 – text box [Het gas (lucht) dat wij hier getest hebben, gedraagt zich bij alle volumes… ]

Analyseren Zijn druk en volume recht of omgekeerd evenredig met elkaar? Hoe kun je dat weten? Gebruik de gegevens uit je metingen. L456 – text box [Druk en volume zijn … ]

Analyseren 2a. In welk gebied op de druk versus volume curve gedraagt lucht zich als een ideaal gas en waar juist niet? 2b. Wat is het verschil tussen een ideaal gas en een reёel gas? L456 – text box [ a. Lucht gedraagt zich als een ideaal gas… ] [ b. Het verschil tussen ideale en reёle gassen is … ]

Analyseren Bereken de druk die je zou verwachten in de injectiespuit bij een volume van 15ml. Leg je werk vast. L456 – text box [Werk vastleggen] [De druk bij 15mL = ]

Samenvatting Leg uit waarom mogelijk is om de wet van Boyle zowel als PV = k als P1V1 = P2V2 te schrijven. L456 – text box [De wet van Boyle kan op beide manieren geschreven worden, omdat… ]

Samenvatting Een helium ballon wordt opgelaten in de atmosfeer. Hoe hoger hij komt hoe meer de omliggende luchtdruk afneemt. Wat verwacht je dat er gaat gebeuren met het volume van de ballon? Leg uit. L456 – text box [Het volume van de ballon zal… ]

Samenvatting Hoe zou je het experiment zo kunnen veranderen, dat de resultaten meer op die van een ideaal gas zouden lijken? L456 – text box [Om betere resultaten te krijgen… ]

Samenvatting Opmerking: gebruik P1V1 = P2V2. Een cilinder met 250ml gas heeft een druk van 350kPa. Wat zou de druk worden als het werd samengedrukt tot een volume van 45ml. Leg je werk vast. Opmerking: gebruik P1V1 = P2V2. L456 – text box [Uitwerking: ] [De druk wordt: ]

Meerkeuzevraag Bij kamertemperatuur gedraagt lucht zich als een ideaal gas bij _______________. lage Druk. hoge druk. elke druk. geen enkele druk. L6 – text box [Mijn keuze is… ]

Meerkeuzevraag Onder welke omstandigheden zal het volume afnemen? Een toename van de hoeveelheid gas. Een toename van de temperatuur. Een toename van de druk. Een afname van de druk. L6 – text box [Mijn keuze is… ]

meerkeuzevraag Bij een constante temperatuur is de verhouding tussen het volume (V) en de druk (P) van een gas ___________. V = (constante) x P P = (constante) x V P x V = constant V/P = constant L6 – text box [Mijn keuze is… ]

Meerkeuzevraag Verdamping van vloeibare stikstof 4. Welke grafiek laat de relatie tussen druk en het volume van stikstofgas bij een constante temperatuur zien ? L6 – text box [Mijn keuze is… ]

Meerkeuzevraag Een cilinder met 3.0l gas heeft een druk van 120 kPa. Wat zou het volume worden als de druk toenam tot 240 kPa? 1,5l 3,0l 4,5l 6,0 l L6 – text box [Mijn keuze is… ]

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

Naslag BOYLE'S LAW DIAGRAM: http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Boyles_Law_animated.gif YOGA LADY http://www.freeclipartnow.com/recreation/sports/fitness/yoga.jpg.html PURPLE BALLOON http://www.freeclipartnow.com/recreation/partying/balloon-purple-aj.jpg.html HOT AIR BALLOON: http://www.openstockphotography.org/image-licensing/balloon/Hotairballoon-stockholm.jpg