ijs water stoom FASEN VAN WATER In de aggregatietunnel kan je de verschillende vormen van water zien. Ook in de keuken kan je deze vormen terugvinden.

Transcriptie

1

2 Inhudspgave FASEN VAN WATER... 2 FASEOVERGANGEN VAN WATER... 3 WAT IS VISCOSITEIT?... 4 MOLECULEN EN ATOMEN... 5 ONTRAFEL DE STRUCTUUR VAN WATER... 6 ROEST... 7 MOLECULENDANS... 8 KNAPPE WATERHOOFDEN... 9 WATERKRACHT TEMPERATUUR EN ENERGIE SCHAALOMZETTING CELSIUS, FAHRENHEID EN KELVIN STATISCHE ELEKTRICITEIT VERSUS WATER WATERSTOFRAKET HET GEHEIM VAN DE GOLVEN BASISGOLFVORMEN KAN LICHT BREKEN? OPTISCH BEDROG COMMUNICERENDE VATEN VERBONDEN VATEN DE KUNST VAN ZEEPBELLEN MAKEN

3 FASEN VAN WATER In de aggregatietunnel kan je de verschillende vrmen van water zien. Ok in de keuken kan je deze vrmen terugvinden. Vul in : ijs water stm ijs 2 stm water Verbind de juiste wrden met elkaar. vleibaar water gas ijs vast stm

4 FASEOVERGANGEN VAN WATER In de aggregatietunnel kan je de verschillende vrmen van water zien. Wanneer de ene vrm van water vergaat in een andere, spreken we ver een 'fasevergang'. Benem de fasevergangen van water. Kies drie fasevergangen en geef hiervan een cncreet vrbeeld. 1) smelten: ijsblkjes die smelten en je drankje kel huden* 2) stllen: waterijsjes maken dr vleistf in de diepvries te plaatsen* 3) verdampen: bven een pt met kkend water stijgt de waterdamp p* 4) cndenseren: de badkamerspiegel die aandampt wanneer je een hete duche neemt* 5) verrijpen / (de)sublimeren: het ntstaan van ijsblemen tegen een vensterruit* 6) sublimeren: tijdens een kude drge winter kan ijs nmiddellijk vergaan in damp* 3 *Nta: bij elke fasevergang is een vrbeeld geplaatst, lln. kunnen zelf andere vrbeelden aanbrengen; deze vrbeelden zijn niet aanwezig in Hidrde en wrden gegeven vanuit de parate kennis van de lln

5 WAT IS VISCOSITEIT? De de luchtbellenrace! De de pstelling bestaat uit twee buizen gevuld met een vleistf. Dr luchtbellen in de vleistf te pmpen, merk je welke vleistf het meeste weerstand biedt aan vervrming. Dit is de vleistf waardr je meilijk lucht kan pmpen. He grter de weerstand, he hger de viscsiteit van de stf. Waarmee zijn de buizen in de de pstelling gevuld? Schrijf juw antwrd in de juiste buis. 4 lie water Is vlgende stelling juist f fut? Argumenteer Olie heeft een lagere viscsiteit dan water. Deze stelling is juist / fut (* schrap wat niet past) mdat lie heeft een hgere viscsiteit dan water. De luchtbellen in de vleistf gaan veel trager naar bven mdat de vleistf meer weerstand biedt aan vervrming. Drdenkertje: Viscsiteit is een materiaaleigenschap en is verschillend vr elke stf. Vlgende stffen kennen jullie allemaal: hning, water, lie, lucht en rm. Nu jullie meer weten ver viscsiteit kan vlgende vraag niet meilijk zijn. Rangschik bvenstaande stffen vlgens tenemende viscsiteit. 1) lucht 2) water 3) rm 4) lie VISCOSITEIT 5) hning

6 MOLECULEN EN ATOMEN Speel het mleculenspel. Een atm is pgebuwd uit ng kleinere buwstenen. Prtnen en neutrnen bevinden zich steeds in de atmkern. Elektrnen bewegen zich rnd de atmkern p één f meerdere elektrnenschillen. Een waterstfatm bevat slechts 1 elektrn en 1 prtn. Een zuurstfatm bevat 8 neutrnen, 8 prtnen en 8 elektrnen. 5 Vul de nvlledige tekening aan. Zet de elektrnen van het zuurstfatm p de juiste plaats. e e e e e p + 8p + e - 8n 0 e e e waterstfgas zuurstfgas Duid in de tekening een watermlecule aan. Benem de buwstenen van de mlecule. waterstfatm zuurstfatm Wat is een waterstfbrug? De watermleculen in het water wrden samengehuden dr waterstfbruggen, dit zijn zeer sterke krachten tussen een waterstfatm van de ene mleculen en een zuurstfatm van een naburige mlecule.

7 ONTRAFEL DE STRUCTUUR VAN WATER Speel het mleculenspel. Beantwrd vlgende vragen: Waaruit bestaat een waterstfkern? 1 prtn Waaruit bestaat een zuurstfkern? 8 prtnen en 8 neutrnen 6 Heveel elektrnen bewegen zich rnd de waterstfkern? 1 Op heveel schillen zijn deze elektrnen verdeeld? 1 Heveel elektrnen bewegen er rnd de zuurstfkern? 8 Op heveel schillen zijn deze elektrnen verdeeld? 2 He heet een verbinding tussen 2 watermleculen? waterstfbrug Welke Franse chemicus ntrafelde de structuur van water? Lavisier (Tip: het antwrd p deze vraag vind je in het infscherm 'wat is water knappe waterhfden') Benem de nderdelen p de tekening van het ijskristal (Tip: waterstfbrug mlecule waterstfgas zuurstfgas ) watermlecule waterstfbrug zuurstfatm waterstfatm

8 ROEST Regen rest. De schilders van de Eiffeltren staken, er dreigt een nweer. De Eiffeltren zu meten geschilderd zijn vraleer het nweer lsbarst anders begint hij te resten. Zek de Eiffeltren p en schilder hem vr het te laat is. Ls vlgende vragen p: He heet het prces waarbij nbeschermd ijzer reageert met zuurstf? 7 resten f xideren Omcirkel de factren die ndzakelijk zijn pdat iets zu resten? a) ijzer, zuurstf en water b) ijzer en zuurstf c) ijzer en water d) enkel ijzer Heveel percent van de ttale ijzer en metaalprductie is ndig m al het verreste metaal te vervangen? Omcirkel het juiste antwrd. a) 1/2 (50%) b) 1/5 (20%) c) 2/3 (67%)

9 MOLECULENDANS In de mleculendans kan je water dr de micrscp bekijken. Dr de hendel naar beneden te drukken, verhg je de temperatuur. Je ziet ijs veranderen in water en daarna verdampen tt waterdamp. Wat zie je gebeuren met de waterdeeltjes als ze wrden verwarmd? Duid aan. (Tip: meerdere antwrden zijn mgelijk) de mleculen gaan steeds sneller bewegen 8 de mleculen gaan steeds trager bewegen de mleculen gaan steeds verder uit elkaar zitten de mleculen gaan steeds dichter p elkaar zitten Wist je dat? Anders Celsius ( ) ntwikkelde in 1742 de schaal vr de thermmeter. Hij plaatste bij het kkpunt van water een 0 en bij het vriespunt een 100. Hij verdeelde de tussenliggende afstand in hnderd graden. Eén van zijn leerlingen verwisselde de 0 en de 100 van plaats: het vriespunt bij 0 C en het kkpunt bij 100 C. In ns land gebruiken we vrnamelijk de schaal van Celsius m de temperatuur weer te geven. Maar, in smmige landen wrdt k de schaal van Fahrenheit gebruikt. De fficiële SI eenheid van temperatuur is echter Kelvin.

10 KNAPPE WATERHOOFDEN De blauwe wand in Hidrde bevat verschillende infpunten. In het infpunt 'knappe waterhfden' maak je kennis met enkele belangrijke uitvinders en ntdekkingsreizigers. We lieten enkelen van hen aan het wrd. Welke tekstballnnen hrt bij welk persnage? Zet de cijfers p de juiste plaats. ARCHIMEDES 1 Ik ging p zek naar Indië en ntdekte per ngeluk Amerika. Ik was me nbewust van mijn vndst en nemde de inwners 'Indianen'. Niemand heeft me tijdens mijn leven ver mijn vergissing verteld. 4 9 Ik ntdekte dat water bestnd uit zuurstf en waterstf. Tt dan dachten alle wetenschappers dat water een element was in plaats van een mlecule. 2 2 CELSIUS 3 Ik ntdekte waarm dingen in water blijven drijven. Ik was z enthusiast m iedereen ver mijn vndst te vertellen dat ik vergat kleren aan te trekken en te laat ntdekte dat ik in mijn bltje ver straat liep. 1 Ik ben wereldberemd en na 300 jaar ng steeds 'ht'! Mijn naam wrdt dagelijks genemd in het weerbericht wanneer er ver temperaturen gepraat wrdt. De temperatuurschaal die ik bedacht, wrdt in België ng steeds 3 LAVOISIER COLUMBUS 4

11 WATERKRACHT Wist je dat? Als je water dr een klein gaatje stuwt, ntstaat waterdruk. He grter de heveelheid water je dr dat gaatje stuwt, he grter de druk. Z bestaan er watersnijmachines met een waterstraal die dr een stalen plaat van 15cm dik kan snijden. Een drdenkertje 10 Waarm meten brandweermannen en vruwen stevig in hun schenen staan? Het water uit de slang wrdt met hge druk dr een vrij klein gaatje gestuwd. Daardr wrden zijzelf achteruit geduwd. Wist je dat? Strmend water kan dingen verplaatsen. Dat kan je zelf ervaren tijdens een spelletje watervetbal. Een strmende rivier is krachtig geneg m puin te ververen. Klei, leem, zand, kiezels en grtere stenen zweven in het water f wrden verder geduwd ver de rivierbdem. He harder de rivier strmt, he meer puin er ververd wrdt en he grter het puin kan zijn. Wanneer de rivier bij de mnding trager begint te strmen wrdt het puin pnieuw afgezet. Dit heet sedimentatie. Een drdenkertje In welke vlgrde wrdt puin afgezet? Duid het juiste antwrd aan. grte stenen kiezels zand leem klei klei leem zand kiezels grte stenen

12 TEMPERATUUR EN ENERGIE Vul aan: Water kkt bij 100. Dit nemen we het kkpunt van water. De energie die ndig is m iets p te warmen, drukken we uit in Jule. Water aan de kk brengen kst veel energie: m 1 gram water 1 graad te verwarmen, heb je 4,20 Jule ndig. 11 Ga p de fiets zitten en schrijf de beginstand p het scherm ver. De temperatuur van het water is 26 C. (nta: dit is slechts een rekenvrbeeld) Fiets het water naar het kkpunt en schrijf de eindstanden p het scherm ver. De temperatuur van het water is 100 C. De heveelheid geleverde energie is 31,1 kj. (1kJ = 1000J) (nta: dit is slechts een rekenvrbeeld) De tijd dat je gefietst hebt is 123 s. (nta: dit is slechts een rekenvrbeeld) Bereken vlgende antwrden. Schrijf k je werkwijze zrgvuldig uit. Als je m 1 gram water 1 graad te verwarmen 4,20 Jule ndig hebt. Heveel energie met er dan geleverd wrden m 100 gram water 1 graad te verwarmen? 1 gram x 100 = 100 gram 4,20 Jule x 100 = 420 Jule Heveel graden heb jij het water in het buisje laten stijgen? T eind T begin = ΔT 100 C 26 C = 74 C Heveel energie heb je geleverd dr te fietsen? Het buisje water bevat 100 g water. 420 Jule m 100 gram water 1 graad te laten stijgen. 420 Jule x 74 = Jule m 100 gram water 74 graden te laten stijgen.

13 SCHAALOMZETTING CELSIUS, FAHRENHEID EN KELVIN Wist je dat? Anders Celsius ( ) ntwikkelde in 1742 de schaal vr de thermmeter. Hij plaatste bij het kkpunt van water een 0 en bij het vriespunt een 100. Hij verdeelde de tussenliggende afstand in hnderd graden. Eén van zijn leerlingen verwisselde de 0 en de 100 van plaats: het vriespunt bij 0 C en het kkpunt bij 100 C. 12 In ns land gebruiken we vrnamelijk de schaal van Celsius m de temperatuur weer te geven. Maar, in smmige landen wrdt k de schaal van Fahrenheit gebruikt. De fficiële SI eenheid van temperatuur is Kelvin. Het abslute nulpunt dat bereikt kan wrden is 0 Kelvin. Heveel bedraagt het abslute nulpunt wanneer we dit zuden uitdrukken in graden Celsius? 0 C = 273 K 273 C = 0 K He sterk heb jij het water laten pwarmen dr te fietsen? eindtemperatuur (na fietsen) begintemperatuur (vr fietsen) = temperatuurverschil T eind T begin = ΔT 100 C 26 C = 74 C (nta: dit is slechts een rekenvrbeeld) T eind T begin = ΔT 373 K 299K = 74 K (nta: dit is slechts een rekenvrbeeld)

14 STATISCHE ELEKTRICITEIT VERSUS WATER Wrijf de staaf enkele keren ver het dekje. Wat gebeurt er vervlgens als je de staaf in de buurt van de waterstraal brengt? de staaf trekt de straal aan de staaf stt de straal af er gebeurt niets 13 Verklaar juw antwrd: De staaf trekt de straal aan: Dr de brstels langs de plexi staaf te wrijven, wrdt de staaf negatief geladen. Elke watermlecule is aan één kant een beetje psitief en aan de andere kant een beetje negatief. De psitieve kant van de watermleculen wrden aangetrkken dr de plexi staaf die negatief geladen is. Er gebeurt niets: Dr de brstels langs de plexi staaf te wrijven, wrdt de staaf negatief geladen. Elke watermlecule is aan één kant een beetje psitief en aan de andere kant een beetje negatief. Als de luchtvchtigheid hg is, strmt de negatieve lading van de staaf gedeeltelijk f vlledig ver p de vchtige luchtdeeltjes. De staaf is neutraal en trekt de waterstraal niet aan.

15 WATERSTOFRAKET Op nderstaande tekening zie je de beginsituatie en enkele mgelijke eindsituaties. Start de lancering. Welke situatie is van tepassing wanneer alle gele lichtjes branden? Omcirkel het juiste antwrd. 14 Vul aan: In het spel van de waterstfraket wrdt water mgezet in waterstfgas en zuurstfgas. De chemische frmule vr waterstfgas is H 2 De chemische frmule vr zuurstfgas is O 2 De chemische frmule vr water is H 2 O Vul de cëfficiënten aan in de reactievergelijking. 2H 2 O => 2H 2 + (1)O 2 Schrap wat niet past. Het waterstfgas wrdt links / rechts gevrmd. De mzetting die hier gebeurt, nemen we : thermlyse ftlyse elektrlyse

16 HET GEHEIM VAN DE GOLVEN Maak glven dr de hendel heen en weer te bewegen. Laat jij het strmen p zee f hu je meer van kabbelend water. Alle hens aan dek! Beweeg de hendel rustig heen en weer. Welke van de afbeeldingen lijkt het best p de glven die jij maakte? Duid aan. 15 Waardr ntstaan glven? wind tsunami's draaiklken aardbevingen en aardverschuivingen bstakels nder water Neptunus In zwel België als Engeland kmen de glven naar je te. He kan dit? (Tip: Aan de blauwe wand in de landschapszne vind je het antwrd in de waterquiz zee) glven draaien altijd naar de kust te wind draait altijd van de zee naar het land glven ntstaan dr schepen die langs de kust varen

17 BASISGOLFVORMEN Maak glven dr de hendel heen en weer te bewegen. Laat jij het strmen p zee f hu je meer van kabbelend water? Alle hens aan dek! Beweeg de hendel rustig heen en weer. Teken de glven die je maakte. 16 Vergelijk juw tekening met de tekening van een geluidsglf. Bespreek de gelijkenissen en/f verschillen. geluidsglf Gelijkenissen: - zelfde vrm (curve) Verschillen: - glf is minder hg f hger (amplitude is verschillend) - minder f meer glven (peride is verschillend) - wanneer een glf p een bstakel btst (zandbank f kade) wijzigt de curve

18 KAN LICHT BREKEN? Als je het watergeheugenspel in Hidrde speelt, zal je het antwrd p nderstaande vragen snel vinden. Duid aan he je de stk het best hudt m de lichtjes aan te duiden. 17 Wat gebeurt er als je de stk p de andere manier vasthudt? De stk die je schuin in het water steekt, zals in situatie B, lijkt te breken. De stk breekt echter niet, het licht breekt. Hetgeen je ziet bven water strkt niet met de werkelijkheid nder water. Het aanraken van de lichtjes wrdt hierdr meilijker. Drdenkertje Is nderstaande ft getrukeerd f kan je licht echt breken? Verklaar juw antwrd. Je kan licht echt breken. De lichtstraal buigt af ter hgte van het waterppervlak. Extra infrmatie: In eenzelfde medium plant de lichtstraal zich recht vr. In het water zelf zien we het licht als een rechte lijn. Ok in de lucht is dit het geval. Daar waar water in lucht vergaat, vindt breking plaats. Elke stf heeft zijn eigen brekingsindex en bij een vergang tussen verschillende materialen zal het licht dus vlgens een vaste hek breken.

19 OPTISCH BEDROG Speel het watergeheugenspel en ndervind he meilijk een eenvudige pdracht kan wrden als water een ptisch spelletje met je speelt. Leg uit wat er in nderstaande afbeelding aan de hand is. 18 Als licht in water schijnt buigt het af. De afbeelding die zich achter het glas water bevindt wrdt hierdr vervrmd. Extra infrmatie: In eenzelfde medium plant de lichtstraal zich recht vr. In het water zelf zien we het licht als een rechte lijn. Ok in de lucht is dit het geval. Daar waar water in lucht vergaat, vindt breking plaats. Elke stf heeft zijn eigen brekingsindex en bij een vergang tussen verschillende materialen zal het licht dus vlgens een vaste hek breken.

20 COMMUNICERENDE VATEN Teken de pstelling van de cmmunicerende vaten. Teken het vleistfniveau van de beginsituatie in stippellijn. Speel het spel. Teken het vleistfniveau van de eindsituatie in vlle lijn. Kreeg jij het water in de buizen p gelijke hgte? JA / NEEN (Schrap wat niet past) 19 Vul in p de juiste plaats: verbnden luchtdruk pen gelijke Cmmunicerende f verbnden vaten zijn pen vaten f buizen waarin een vleistf zit. De vleistf strmt van de ene buis naar de andere als de buizen met elkaar verbnden wrden. De vleistf kmt p gelijke hgte. Dat kmt pdat bij pen buizen de luchtdruk bven de vleistf gelijk is.

21 VERBONDEN VATEN Ga naar de de pstelling en speel het bijhrende spel. Teken de pstelling. Kreeg jij het water in de buizen p gelijke hgte? JA / NEEN (Schrap wat niet past) 20 Aan welke eisen vlden cmmunicerende vaten m z genemd te wrden? De vaten zijn: - pen - luchtdruk bven de vaten is dezelfde - gevuld met een vleistf - verbnden met elkaar Wat betekend het wrd 'cmmuniceren' in deze cntext? De vaten zijn met elkaar verbnden. Een drdenkertje. Bekijk nderstaande afbeelding ged. Een echt exemplaar van dit dnderglas kan je terugvinden in de landschapszne van Hidrde bij de uitgang van de geschiedenis grt bvenaan de trap. Zijn dit cmmunicerende vaten? Verklaar juw antwrd. Neen. De vaten zijn wel gevuld met een vleistf en verbnden met elkaar. De vaten zijn niet beiden pen, het is een afgeslten vleistfreservir.

22 DE KUNST VAN ZEEPBELLEN MAKEN Misschien heb je jezelf al eens afgevraagd he het kmt dat we met water geen bellen kunnen blazen en met zeepsp wel. Maak in de zeepbellenhek de miste creaties en beantwrd vlgende vragen. Wat is er aan de hand met de mleculen in water waardr we geen bellen kunnen maken? Watermleculen huden elkaar z stevig vast, dat ze lsbreken wanneer je er een bel van prbeert te blazen. 21 Wat gebeurt er als we een beetje zeep in het water den? Met een beetje zeep in het water huden de mleculen elkaar 'sepeler' vast. Het water kan nu een beetje uittrekken. Een vlies van zeepsp lijkt gemaakt van elastiek waardr je de miste bellen kan blazen. Zeepbellen en de zeepvliezen die tussen draadfiguren ntstaan, prberen steeds te krimpen tt het kleinst mgelijke vlume. Omcirkel de vrm van de zeepvliezen, die hierdr gevrmd wrden, in een kubusvrmig draadfiguur.