2 Van 1 liter vloeistof wordt door koken 1000 liter damp gemaakt.

Transcriptie

1 Domein E: Materie en energie Subdomein: Energie 1 De dichtheid van een kubus P is 10 keer zo groot als de dichtheid van een kubus Q. De ribbe van kubus Q is 10 keer zo groot als de ribbe van kubus P. Hoe groot is de verhouding van de massa's van beide kubussen? A m P : m Q = 10 : 1 B m P : m Q = 1 : 1 C m P : m Q = 1 : 10 D m P : m Q = 1 : Van 1 liter vloeistof wordt door koken 1000 liter damp gemaakt. Bekijk de volgende beweringen. 1 De dichtheid van de damp is 1000 keer zo klein als die van de vloeistof. 2 De gemiddelde afstand tussen de moleculen bij de damp is 10 keer zo groot als die bij de vloeistof. 3 Als de temperatuur stijgt, neemt de druk in een afgesloten vat toe. Bekijk de volgende beweringen. 1 Dit komt doordat de moleculen vaker tegen de wand botsen. 2 Dit komt doordat de moleculen met een grotere snelheid tegen de wand botsen. 4 De temperatuur van een afgesloten hoeveelheid gas wordt verhoogd. Bekijk onderstaande beweringen over de moleculen van het gas. 1 Het aantal botsingen per seconde tegen de wanden neemt toe. 2 De moleculen botsen gemiddeld harder tegen de wanden.

2 5 Bekijk de volgende beweringen. 1 Bij temperatuurverhoging neemt de meest voorkomende snelheid van de moleculen toe. 2 Bij temperatuurverhoging neemt de grootste snelheid die voorkomt bij de moleculen, toe. 6 Bekijk de volgende beweringen. 1 Bij stilstaande lucht is de snelheid van de moleculen 0 m/s. 2 Ook op 1-atomige gassen is de moleculaire theorie van toepassing. 7 In een fles zit lucht met waterdamp. De fles heeft een constant volume. Bekijk de volgende beweringen. 1 Als de temperatuur stijgt, neemt de aantrekkende kracht tussen de waterdampmoleculen af. 2 De moleculen van de lucht en de moleculen van de waterdamp trekken elkaar niet aan.

3 8 Een hoeveelheid paraffine neemt elke seconde evenveel warmte op. Het diagram geeft de temperatuur van de paraffine als functie van de tijd. We onderscheiden de drie in het diagram aangegeven processen. Welke uitspraak over de energie van de moleculen tijdens de drie processen is juist? A Tijdens proces (1) en proces (3) is de gemiddelde kinetische energie van de moleculen constant. B Tijdens proces (1) en proces (3) is de gemiddelde potentiële energie van de moleculen constant. C Tijdens proces (2) neemt de gemiddelde kinetische energie van de moleculen toe. D Tijdens proces (2) neemt de gemiddelde potentiële energie van de moleculen toe. 9 Een hoeveelheid paraffine neemt elke seconde evenveel warmte op. Het diagram geeft de temperatuur van de paraffine als functie van de tijd. We onderscheiden de drie in het diagram aangegeven processen. Welke uitspraak over de energie van de moleculen tijdens de drie processen is juist? A Tijdens proces (2) is de gemiddelde kinetische energie van de moleculen constant. B Tijdens proces (1) en proces (3) is de gemiddelde kinetische energie van de moleculen constant. C Tijdens proces (2) is de gemiddelde potentiële energie van de moleculen constant. D Tijdens proces (1), proces (2) en proces (3) is de totale energie van de moleculen constant. 10 Van een koperen pijp, met een lengte van 1,0 m, bedraagt de binnendiameter 12 mm en de buitendiameter 16 mm. Hoe groot is de massa van deze pijp? A 0,11 kg B 0,45 kg C 0,79 kg D 3,2 kg

4 11 In een joulemeter verwarmt men 1,0 kg vloeistof met een elektrische dompelaar van 100 W. We verwaarlozen de warmtecapaciteit van de joulemeter en de dompelaar. In het onderstaande diagram is de relatie tussen de temperatuur van de vloeistof en de verwarmingstijd weergegeven. Hoe groot is de soortelijke warmte van de vloeistof? A 1,5 10² J kg - 1 K - 1 B 5,6 10² J kg - 1 K - 1 C 1,5 10³ J kg - 1 K - 1 D 5,6 10³ J kg - 1 K Een metalen staaf heeft een massa van 2,0 kg. De soortelijke warmte van het metaal is 400 J kg - 1 K - 1 De staaf wordt verwarmd van - 10 C tot 90 C. Hoeveel warmte is hiervoor nodig? A 20 kj B 40 kj C 64 kj D 80 kj 13 In een bakje met water draait een schoepenrad rond. Door de wrijving wordt het water verwarmd. Elke seconde wordt door de wrijving 12 J energie omgezet in warmte. De totale warmtecapaciteit bedraagt 360 J K - 1. De warmte-uitwisseling van het bakje met de omgeving wordt verwaarloosd. Hoeveel bedraagt de temperatuurstijging van het geheel na 1,0 minuut? A 0,5 C B 1,0 C C 2,0 C D 4,0 C 14 De warmte die nodig is om 200 g kwik van 20 C op 40 C te brengen, bedraagt a J. Hoeveel warmte is nodig om 600 g kwik van 10 C op 70 C te brengen? A 3a J B 4a J C 6a J D 9a J.

5 15 Aan een voorwerp K wordt 4 maal zoveel warmte toegevoerd als aan een voorwerp L. Er vinden geen fase-overgangen plaats. De massa van K is 3 maal zo groot als de massa van L, terwijl de soortelijke warmte van K 2 maal zo groot is als die van L. Hoe groot is de verhouding van de temperatuurstijging van Ken L? A ΔT K : ΔT L = 3 : 2 B ΔT K : ΔT L = 2 : 3 C ΔT K : ΔT L = 8 : 3 D ΔT K : ΔT L = 3 : 8 16 Een voorwerp 1 en een voorwerp 2 zijn gemaakt van een verschillend metaal met soortelijke warmte c 1 en c 2. De massa van voorwerp 1 is 4 keer zo groot als de massa van voorwerp 2. De begintemperatuur van voorwerp 1 is 80 C en van voorwerp 2 20 C. De twee voorwerpen worden tegen elkaar geplaatst en wisselen uitsluitend met elkaar warmte uit. Na enige tijd bedraagt de temperatuur van beide voorwerpen 40 C. Hoe groot is de verhouding van c 1 en c 2? A c 1 : c 2 = 1 : 2 B c 1 : c 2 = 2 : 1 C c 1 : c 2 = 1 : 8 D c 1 : c 2 = 8 : 1 17 Men mengt 60 g water van 20 C met 40 g water van 30 C. Na vermenging bedraagt de eindtemperatuur van het water A 23 C. B 24 C. C 25 C. D 26 C. 18 Men mengt 2,0 kg vloeistof P van 80 C met 1,0 kg vloeistof Q van 20 C. De soortelijke warmte van P is 2,0 10³ J kg - 1 K - 1 en die van Q is 3,0 10³ J kg - 1 K - 1. De eindtemperatuur van het mengsel is 60 C. Hoeveel warmte heeft dit mengsel van de omgeving opgenomen of daaraan afgestaan? A 40 kj opgenomen B 40 kj afgestaan C 120 kj opgenomen D 120 kj afgestaan

6 19 Een metalen blok X met massa m en begintemperatuur 0 C wordt in contact gebracht met een metalen blok Y met massa 2m en begintemperatuur 100 C. De soortelijke warmte van de metalen waaruit X en Y zijn gemaakt, bedraagt respectievelijk c X en c Y. Tussen X en Y vindt door geleiding warmte-overdracht plaats, waardoor hun eindtemperatuur 40 C wordt. De warmte-uitwisseling met de omgeving wordt verwaarloosd. Welke relatie tussen c X en c Y is juist? A c X = 3 c Y B c X = 3/2 c Y C c X = 3/4 c Y D c X = 1/3 c Y 20 Men voert onderstaande proeven 1 en 2 uit: Proef 1: Men laat 10 g water van 100 C afkoelen met water van 20 C. Proef 2: Men laat 10 g waterdamp van 100 C afkoelen met water van 20 C. Het blijkt dat er bij proef 2 veel meer warmte vrijkomt dan bij proef 1. De verklaring hiervoor is, dat A 10 g waterdamp veel meer moleculen bevat dan 10 g water. B de hoeveelheid water van 20 C bij proef 2 groter is dan bij proef 1. C bij proef 2 ook warmte vrijkomt als gevolg van condensatie. D de gemiddelde snelheid van de moleculen bij waterdamp van 100 C groter is dan die van water van 100 C. 21 In een joulemeter met te verwaarlozen warmtecapaciteit bevindt zich 1,0 kg van een vaste stof. Aan de joulemeter met inhoud wordt warmte toegevoerd zodanig dat de warmte steeds gelijk verdeeld wordt over de stof. In onderstaand diagram geeft de grafiek de relatie weer tussen de temperatuur van de stof en de toegevoerde warmte. Hoeveel energie wordt tijdens het smelten door de stof opgenomen. A 60 J B 300 J C 400 J D 700 J

7 22 Bekijk de volgende beweringen over warmtetransport door stroming. 1 Tijdens het transport neemt de potentiële energie van de moleculen altijd toe. 2 Tijdens het transport neemt de kinetische energie van de moleculen altijd toe. 23 Bekijk de volgende beweringen over warmtetransport door geleiding in een staaf. 1 Bij het transport blijft de potentiële energie van de moleculen in de staaf even groot. 2 Bij het transport neemt de kinetische energie van de moleculen in de staaf toe. 24 Een thermoskan heeft een verzilverde binnenwand. Bekijk de volgende beweringen. 1 Hierdoor wordt warmtetransport door geleiding tegengegaan. 2 Hierdoor wordt warmteverlies door stroming tegengegaan.

8 25 Om de temperatuur in een bepaalde ruimte op een zo constant mogelijke waarde vast te houden is een regelsysteem met een verwarmingselement ontworpen. Het verwarmingselement is alleen ingeschakeld als de temperatuur onder de gewenste waarde komt. Het vermogen is afhankelijk van het temperatuurverschil tussen de gemeten en de gewenste waarde. Hieronder zijn vier mogelijkheden aangegeven hoe het verband tussen vermogen en temperatuurverschil zou kunnen zijn. Welke van deze mogelijkheden geeft de meest stabiele temperatuurregeling?

9 26 De temperatuur in een vriescel moet met een regelsysteem op -8,0 C gehouden worden. De gebruikte temperatuursensor heeft de hierbij afgebeelde karakteristiek. De temperatuur in het vertrek waar de vriescel staat, is gelijk aan 20 graden Celsius. Nadat de deur van de vriescel een geruime tijd open heeft gestaan, wordt de deur gesloten en de vriezer ingeschakeld. Welke van de hierbij gegeven grafieken geeft de spanning van de temperatuursensor als functie van de tijd het best weer? 27 Een elektromotor takelt een last van 20 kg met een constante snelheid omhoog. De elektromotor neemt een elektrisch vermogen van 1,0 kw van het net op. Het rendement van de motor is 64%. Hoe groot is de snelheid van de last? A 1,8 m/s B 3,3 m/s C 6,0 m/s D 8,0 m/s

10 28 Men verwarmt een pan met 1,0 kg water van 20 C op een aardgasbrander. De soortelijke warmte van water is 4,2 10³ J kg - 1 K - 1. Op een gegeven moment is er door verbranding van aardgas 6, J warmte vrijgekomen. De temperatuur van het water is dan 25 C. Hoeveel bedraagt het rendement van deze brander? A 35% B 49% C 65% D 100% 29 Een ijzeren kogeltje rolt versneld tegen een helling op. Op de helling ligt een magneet. Verwaarloos de wrijvingskrachten. Welke energie-omzetting vindt plaats? A magnetische energie wordt omgezet in zwaarte-energie B magnetische energie wordt omgezet in zwaarte-energie en kinetische energie C kinetische energie wordt omgezet in zwaarte-energie en magnetische energie D kinetische energie en magnetische energie wordt omgezet in zwaarte-energie 30 Welke van de genoemde energie-omzetters heeft het grootste rendement? A strijkijzer B gloeilamp C radio D elektromotor

11 Subdomein: Straling en gezondheidszorg 31 Bekijk de volgende beweringen. 1 In een gas kan geen elektrische geleiding optreden. 2 In een vloeistof kan geleiding alleen optreden door negatieve deeltjes. 32 Op een bepaalde afstand van een Geiger-Müllerteller plaatst men een alfa-bron. Deze vervangt men door een bèta-bron en vervolgens door een gamma-bron. De teller geeft voor elk van de drie bronnen een even groot aantal pulsen per seconde aan. Vervolgens wordt voor de telbuis een plaatje metaal gezet zodat de straling die in de telbuis komt eerst het plaatje metaal moet passeren. Als men het experiment herhaalt, worden weer pulsen waargenomen. Bij welk van de drie bronnen geeft de telbuis dan het grootste aantal pulsen per seconde? A bij de alfa-bron B bij de bèta-bron C bij de gamma-bron D bij geen van de drie. Dit aantal is bij alle drie even groot. 33 Van een geneesmiddel, dat aan een patiënt wordt toegediend, weet men dat het vrijwel direct in het bloed wordt opgenomen. De concentratie van het middel in het bloed is dan 2,0 mg per liter. De concentratie van het middel in het bloed neemt op dezelfde wijze af als het aantal kernen bij een radio-actiefverval. De halveringstijd hierbij is 4,0 uur. Na hoeveel tijd is een concentratie van 0,25 mg per liter bereikt? A 8 uur B 12 uur C 16 uur D 32 uur 34 Een boom neemt 14 C en 12 C op. 14 C is radioactief met een halveringstijd van 5,7 10³ jaar. Als de boom dood gaat, stopt het opnemen van 14 C en 12 C. Het verval van de 14 C gaat echter door. Een boom is 17,1 10³ jaar geleden dood gegaan. Hoeveel procent van de oorspronkelijk aanwezige 14 C is nu nog aanwezig? A 12,5% B 33,3% C 66,6% D 87,5%

12 35 Hoe is de kern van protonen neutronen A B C D Rh samengesteld? 36 Over het verschil tussen de atoomkernen van twee isotopen worden de volgende uitspraken gedaan: 1 Het aantal protonen in de kernen is verschillend. 2 Het aantal neutronen in de kernen is verschillend. Welke van deze uitspraken is juist? I vervalt onder uitzending van bèta - - en gamma-straling. Bij dit verval ontstaat een isotoop met massagetal M en atoomnummer Z. Hoe groot zijn M en Z? M Z A B C D U is een α-straler. Welke reactievergelijking beschrijft dit verval? A U Th + α B Pu U + α C U+ α Pu D Th + α U

13 39 Men meet met een Geiger-Müllerteller het aantal pulsen per seconde dat veroorzaakt wordt door een radioactieve stof. Deze meting wordt op verschillende tijdstippen uitgevoerd. Het meetresultaat is in de tabel weergegeven. tijdstip (minuten) aantal pulsen per seconde Hoe groot is de halveringstijd van de radioactieve stof? A 5 minuten B 15 minuten C 20 minuten D Dat is niet te bepalen. 40 Men meet met een Geiger-Müllerteller het aantal pulsen per seconde dat veroorzaakt wordt door een radio-actieve stof. Deze meting wordt op verschillende tijdstippen uitgevoerd. Het meetresultaat is in de tabel weergegeven. tijdstip (minuten) aantal pulsen per seconde Hoe groot is de halveringstijd van de radio-actieve stof? A 7,5 minuten B 15 minuten C 20 minuten D 32 minuten 41 Van een radio-actief preparaat wordt op verschillende tijdstippen het aantal deeltjes geteld dat per minuut uitgezonden wordt. Zie de tabel hieronder. tijd aantal (uur) per min X Hoe groot is het aantal dat op de plaats van X behoort te staan? A 240 B 450 C 480 D 510

14 42 Op t = 0 bevindt zich in een bepaald preparaat uitsluitend de vaste stof X. Deze stof vervalt tot de stabiele vaste stof Y. De halveringstijd is τ. Na hoeveel tijd bevinden zich in dit preparaat drie maal zoveel atomen van de stof Y als van de stof X? A na 3/4 τ B na 4/3 τ C na 2 τ D na 3 τ 43 Een preparaat bevat het radio-actieve broom-82 waarvan de halveringstijd 36 uur is. Hoeveel procent van het huidige aantal broom-82 kernen zal na 72 uur vervallen zijn? A 25 % B 50 % C 75 % D 100 % 44 Van een radio-actief preparaat worden met een Geiger-Müllerteller op een bepaald moment 468 pulsjes per minuut geregistreerd. Drie uur later worden er 117 pulsjes per minuut geregistreerd. Hoe groot is de halveringstijd? A 0,75 uur B 1,5 uur C 6,0 uur D 12 uur 45 We beschikken over twee radioactieve preparaten P en Q met halveringstijden van respectievelijk 10 en 15 dagen. Op t = 0,0 d bevat P 2 x zoveel radioactieve kernen als Q. Op welk tijdstip is het aantal radioactieve kernen in P even groot als in Q? A 12,5 d B 25,0 d C 30,0 d D op geen enkele tijdstip

15 46 De tumor, met een geschatte massa van 100 g, van een patiënt van 80 kg krijgt een dosis van 60 Gy. Wat is juist? A de tumor absorbeert 6 J stralingsenergie B de tumor absorbeert 600 J stralingsenergie C de patiënt absorbeert 4,8 kj stralingsenergie D de patiënt absorbeert 0,75 J stralingsenergie 47 In een laboratorium worden weefsels gekweekt. Een experimentele tumor wordt gedurende 10 s bestraald. De geabsorbeerde dosis is 4 Gy. De kwaliteitsfactor van de straling is 10. Hoe groot is het dosisequivalent? A 0,4 Sv B 4 Sv C 40 Sv D 400 Sv 48 Radioactiviteit grijpt in op delen van ons lichaam. Op welke van onderstaande delen is de ingreep het geringst? A beenmerg B voortplantingscellen C haren D slijmvliezen

16 Subdomein: Kernenergie en techniek 49 Een α-deeltje, zonder beginsnelheid, wordt versneld door een potentiaalverschil van 300 V. Hoe groot is dan de kinetische energie van het α-deeltje? A 150 ev B 300 ev C 600 ev D 1200 ev 50 Een proton heeft een kinetische energie van 1,0 kev. Hoe groot is de snelheid van het proton? A 1, m/s B 4, m/s C 1, m/s D 1, m/s 51 Bij energie-overgangen in een wolfraamatoom kunnen drie van de vier verschillende soorten straling die hieronder genoemd zijn, worden uitgezonden. Welke van deze soorten straling kan niet worden uitgezonden? A gammastraling B infrarode straling C röntgenstraling D ultraviolette straling 52 Bij het verval van het element X naar het stabiele element Y wordt een deeltje uitgezonden waarvan de massa m is en de kinetische energie E. Hoe groot is het verschil in kernmassa tussen X en Y? A m B mc² C mc² + E D m + E/c² 53 In een kernreactor komt een vermogen vrij van 900 MW. Hoe groot is de massa die per uur omgezet wordt in energie? A 1, kg B 3, kg C 1, kg D 3, kg

17 54 De kernen van een radio-actief element X vervallen onder uitzending van elektronen tot kernen van een element Y, dat stabiel is. Dit verval wordt beschreven door: X Y e. De kinetische energie van het elektron is 972 kev en die van de atoomkernen van X en Y is te verwaarlozen. De massa van het elektron is 9, kg. Hoe groot is het verschil in kernmassa van X en Y? A 0, kg B 9, kg C 17, kg D 26, kg 55 De kernen van de radioactieve isotoop jodium-131 vervallen onder uitzending van bèta - -deeltjes en gamma-straling tot kernen van de isotoop xenon-131, die stabiel is. Dit verval wordt beschreven door de vergelijking: I Xe + bèta - + gamma. De energie van het gamma-foton is 364 kev. De kinetische energie van het bèta - -deeltje is 608 kev en die van de jodium- en xenon-kern is te verwaarlozen. Hoe groot is het massaverschil van de jodium- en xenon-kern? A 0, kg B 9, kg C 17, kg D 26, kg 56 In een kernreactor waarbij energie verkregen wordt uit de splijting van uranium, wordt een moderator gebruikt. Waarvoor dient deze moderator? Deze dient voor A neutronenproduktie. B neutronenabsorptie. C neutronenversnelling. D neutronenvertraging. 57 In een kernreactor waarbij energie verkregen wordt uit de splijting van uranium, worden regelstaven gebruikt. Waarvoor dienen deze regelstaven? Ze dienen voor A neutronenproduktie. B neutronenabsorptie. C neutronenversnelling. D neutronenvertraging.

18 58 Bekijk de volgende drie reactievergelijkingen: 1 n + X Y + 2n 2 n + X Y + 2p 3 X Y + 3n Welke van deze vergelijkingen kan een kettingreactie met lawine-effect beschrijven? A vergelijking 1 B vergelijking 2 C vergelijking 3 D geen van de drie 59 Een kernreactor is ingesteld op een bepaald constant vermogen. Met behulp van de regelstaven wordt nu de reactor op een hoger constant vermogen ingesteld. Wat moet men dan achtereenvolgens met de regelstaven doen? A de regelstaven verder uit de kern halen B de regelstaven verder in de kern doen C de regelstaven verder uit de kern halen en na enige tijd er weer indoen D de regelstaven verder in de kern doen en na enige tijd er weer uithalen 60 Bij de beschieting van U-238 met neutronen kan een kernreactie optreden waarbij Pu-239 ontstaat en enkele andere deeltjes. Hoeveel en wat voor deeltjes zijn dat? A 2 elektronen B 2 neutronen C 2 protonen D 3 neutronen 61 Een kernreactie wordt beschreven met de vergelijking 3 2He + 3 2He 4 2He +... Wat staat op de plaats van de stippen? A helium B deuterium C twee neutronen D twee protonen

19 62 Bekijk de volgende beweringen. 1 Radio-activiteit kan vernietigd worden door verbranding. 2 Radio-activiteit kan vernietigd worden door verrotting.