N AT UUR W ET EN S CH APPEN

Transcriptie

1 N AT UUR W ET EN S CH APPEN TSO - KSO - 1 UUR/WEEK Pr oe fv er si e 3 ISBN

2 DIT BOEK BIEDT MEER ACTIVEER ONLINE IN 3 STAPPEN KRAS Op de achterkant van dit boek vind je een code onder een kraslaag. Met die code kun je je boek online activeren. KLAAR! Nu is je boek online geactiveerd. Zo heb je toegang tot de digitale content bij deze uitgave. ACTIVEER Ga naar en volg de instructies. VOORWAARDEN Nadat je de code geactiveerd hebt, heb je een schooljaar lang toegang tot de digitale content bij deze uitgave. Uitgaven waarvan de code gekrast is, worden niet teruggenomen of omgeruild. Bij vragen over de activatie of het gebruik kun je steeds terecht bij onze helpdesk, via helpdesk.plantyn.com.

3 3

4 Met dank aan de auteurs: Anita Bongaerts, Ingrid De Veuster, Anne Karsmakers, Piet Maesen, Maarten Sanne en Eliane Weltjens. Met dank aan de nalezers: Raven Berckmoes en Caroline Hammels. Ontwerp binnenwerk: puurprint Zetwerk binnenwerk: puurprint Ontwerp omslag: puurprint Tekeningen: Studio Sofie Illustratieverantwoording: xxxx Plantyn Motstraat 32, 2800 Mechelen T F klantendienst@plantyn.com Dit boek werd gedrukt op papier van verantwoorde herkomst. NUR 128 Plantyn nv, Mechelen, België Alle rechten voorbehouden. Behoudens de uitdrukkelijk bij wet bepaalde uitzonderingen mag niets uit deze uitgave worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand of openbaar gemaakt, op welke wijze dan ook, zonder de uitdrukkelijke voorafgaande en schriftelijke toestemming van de uitgever. Uitgeverij Plantyn heeft alle redelijke inspanningen geleverd om de houders van intellectuele rechten op het materiaal dat in dit leermiddel wordt gebruikt, te identificeren, te contacteren en te honoreren. Mocht u ondanks de zorg die daaraan is besteed, van oordeel zijn toch rechten op dit materiaal te kunnen laten gelden, dan kunt u contact opnemen met uitgeverij Plantyn. ISBN /0 D2016/0032/0781

5 Beste leerling In het vak natuurwetenschappen van het derde jaar ontdek je een aantal boeiende onderwerpen. WEZO 3 deelt de leerstof op in verschillende thema s, telkens onderverdeeld in verschillende hoofdstukken. Naast deze thema s is er ook een vademecum. Elk thema begint met een check-in. In de check-in wordt een wetenschappelijke vraag gesteld, die je op het einde van het thema, in de check-out, kunt beantwoorden. De hoofdstukken zitten boordevol opdrachten en experimenten. Zo kun je ontdekken hoe interessant wetenschappen zijn. De experimenten zijn opgebouwd volgens de wetenschappelijke onderzoeksmethode. Onderzoeksvraag Hypothese Benodigdheden Proefopstelling Werkwijze Waarneming Besluit Verklaring Verwerking Een experiment start altijd vanuit een onderzoeksvraag. Mogelijke antwoorden op de onderzoeksvraag vind je in de hypothesen. Alles wat je nodig hebt om het experiment uit te voeren, staat in een lijstje. Soms staat er een tekening of een foto om de proefopstelling te verduidelijken. Er wordt stap voor stap opgesomd wat je moet doen om het experiment uit te voeren. Na de uitvoering noteer je wat je ziet, ruikt, voelt, hoort Het besluit is een antwoord op de onderzoeksvraag, waarbij je bovendien kunt oordelen of je hypothese klopt. Soms wordt het besluit verder uitgelegd in een verklaring. Soms wordt het experiment verder uitgediept in een verwerking.

6 Op het einde van elk hoofdstuk vind je een groene pagina, die je helpt bij het studeren. Je vindt er telkens een aantal onderdelen terug. Samenvatting Wat zijn de nieuwe woorden en begrippen? Wat wordt er minstens van je verwacht? Het schema geeft je een overzicht van de leerstof van het hoofdstuk. Eronder vind je uitleg bij het schema. De nieuwe begrippen die in het hoofdstuk aan bod kwamen, staan hier opgesomd. Op vind je een uitgebreide begrippenlijst. Hier vind je de doelstellingen die je minstens moet bereiken. Dit lijstje kun je zeker goed gebruiken tijdens het studeren. check-in T H E M A hoofdstukken schematische voorstelling nieuwe begrippen er wordt minstens van je verwacht check-out Het vademecum is een leidraad bij je leerproces. Het bevat verschillende stappenplannen, kijkwijzers en momenten om even stil te staan bij je eigen vorderingen. Doorheen de thema's wordt er met iconen regelmatig verwezen naar dit vademecum. Als je dit icoon ziet, kun je het vademecum gebruiken om het experiment uit te voeren of de opdracht op te lossen. Als je dit icoon ziet, moet je extra voorzichtig zijn bij het gebruik van labomateriaal of bepaalde stoffen. Het auteursteam wenst je veel succes tijdens je tocht door WEZO 3!

7 TE LANG TE VEEL TE LAAT Pr oe fv er si e ELEKTROMAGNETISCHE STRALING EN GELUID

8 HOOFDSTUK 1 GELUID EN STRALING 1.1 Geluid en licht p Wat is geluid? p Eigenschappen van geluid p Elektromagnetische straling p Het elektromagnetisch spectrum p 10 HOOFDSTUK 2 VERANTWOORD OMGAAN MET GELUID EN STRALING 2.1 Verantwoord omgaan met geluid p Verantwoord omgaan met straling p 14 CHECK IN Zoek eens op. Walvissen zijn sociale dieren die met elkaar communiceren via geluiden. Wetenschappers onderzochten een groep walvissen in de oceaan. Ze ontdekten dat er één walvis is waar geen enkele andere walvis mee communiceert. Waarom wordt die walvis niet gehoord door zijn soortgenoten en is hij dus NAWE_A_02_02_004@ Je bent nu ingecheckt. Wanneer je uitcheckt op het einde van dit thema, kun je verklaren waarom de walvis niet gehoord wordt door zijn soortgenoten. 2 Elektromagnetische straling en geluid

9 HOOFDSTUK 1 GELUID EN STRALING 1.1 Geluid en licht Onderzoeksvraag Is er een middenstof (lucht) nodig bij de voortplanting van geluid en licht? Hypothese Bij de voortplanting van geluid en licht heeft n zowel geluid als licht een middenstof nodig. n enkel geluid een middenstof nodig. n enkel licht een middenstof nodig. Benodigdheden gsm met alarm stolp vacuümpomp Proefopstelling Werkwijze 1 Laat het alarm van de gsm onder de stolp afgaan. Waarneming 1 Wat hoor je? Wat zie je? Werkwijze 2 Maak, met de vacuümpomp, de ruimte onder de stolp luchtledig. Laat het alarm opnieuw afgaan. Waarneming 2 Wat hoor je? Wat zie je? Besluit Om een trilling van geluid door te geven, heb je Licht heeft nodig. nodig om zich voort te planten. Zowel geluid als licht zijn trillingen. Als die trillingen zich uitbreiden in de ruimte, ontstaat er een golf. Hoofdstuk 1 - GEluid EN straling 3

10 Geluid heeft een middenstof nodig om zich voort te planten. Licht heeft geen middenstof nodig om zich voort te planten. 1.2 Wat is geluid? Je luistert naar muziek. Je hoort je vrienden praten. Wat je hoort, zijn geluiden. Onderzoeksvraag Hoe ontstaat geluid? Hypothese Geluid ontstaat door een n trilling van deeltjes. n straling. Werkwijze Leg je hand op je keel. Zeg: aaaaaahhhh, en vvvvvvvvvv. Waarneming Wat voel je? Besluit Geluid ontstaat door Een voorwerp dat trilt, is een geluidsbron. Geluid is een trilling van deeltjes. De deeltjes zijn een middenstof. a Bekijk de tabel. materiaal bij 20 C lucht 343 ijzer 5000 water 1440 zeewater 1560 geluidssnelheid (m/s) Door welke middenstof plant geluid zich het snelst voort? Door welke middenstof plant geluid zich het minst snel voort? Rangschik de aggregatietoestanden volgens de snelheid van geluidsoverdracht. > > Geluid ontstaat door trillende deeltjes. Een voorwerpt dat trilt, is een geluidsbron. Het geluid plant zich het snelst voort door een vaste middenstof en het minst snel door een gas. 4 Elektromagnetische straling en geluid

11 1.3 Eigenschappen van geluid Toonhoogte Vrouwen hebben een ander stemgeluid dan mannen. Ze verschillen in toonhoogte. De toonhoogte is afhankelijk van het aantal trillingen per seconde. Dat is de frequentie. De eenheid van frequentie is de hertz (Hz). a Bekijk de figuur. hoge toon 0 s 1 s 2 s lage toon Hoeveel trillingen heb je bij de lage toon na 1 seconde? Hoeveel trillingen heb je bij de hoge toon na 1 seconde? Kruis aan. hoge toon veel trillingen per seconde weinig trillingen per seconde infrasone geluiden ultrasone geluiden onder 20 Hz 20 Hz tot Hz meer dan Hz lage toon Organismen kunnen niet alle frequenties waarnemen. Mensen horen enkel geluiden met een frequentie tussen 20 en Hz. Het geluid van vleermuizen kun je niet waarnemen. Dat heeft een frequentie van meer dan Hz. Dat geluid met een zéér hoge toon is een ultrasoon geluid. Vleermuizen gebruiken de teruggekaatste trilling om een hindernis of prooi te lokaliseren. Olifanten kunnen communiceren met soortgenoten aan de andere kant van het woud. Dat geluid met een zéér lage toon is een infrasoon geluid. b Wanneer is een trilling een geluid? Hoofdstuk 1 - GEluid EN straling 5

12 1.3.2 Geluidssterkte a Leg je hand op je keel. Zeg al fluisterend en al roepend geluidssterkte. Welk verschil voel je? De geluidssterkte is afhankelijk van de kracht van de trillingen. Krachtige trillingen hebben een grotere uitwijking. Die geluiden zijn luider. De eenheid van geluidssterkte is de decibel (db). b Vul aan. Kies uit: zacht geluid (1) en hard geluid (2). c d e grote uitwijking kleine uitwijking De toonhoogte wordt bepaald door de frequentie. De frequentie is het aantal trillingen per seconde. De eenheid is de hertz (Hz). Hoe hoger de frequentie, hoe hoger de toon. De geluidssterkte wordt bepaald door de kracht van de trillingen. De eenheid is de decibel (db). De meeste mannen hebben een lage stem en de meeste vrouwen een hoge. Wie produceert de hoogste frequentie? Tijdens de puberteit verandert de toonhoogte van de stem van een jongen. Wordt de frequentie hoger of lager? Waarom hoor je het gezoem van een bij wel en het gefladder van een vlinder niet? 6 Elektromagnetische straling en geluid

13 1.4 Elektromagnetische straling Straling is een golf van energie. Elektromagnetische straling is de voortplanting van elektrische (E) en magnetische (M) trillingen doorheen de ruimte. Ze heeft geen middenstof nodig om zich voort te planten. De voortplanting van een elektromagnetische golf kun je vergelijken met een golf die in het water ontstaat als je er een steen ingooit. De golf plant zich voort in één richting en de uitwijking staat er loodrecht op. E M Elektromagnetische straling heeft een bepaalde hoeveelheid energie. Die hangt af van het aantal trillingen per seconde. Hoe meer trillingen per seconde, hoe hoger de frequentie en hoe meer energie. Licht is een voorbeeld van elektromagnetische straling. De snelheid waarmee de golven zich door de ruimte verplaatsen, is gelijk aan de snelheid van het licht. (c = ,458 km/s) a b c Noteer drie andere soorten straling. Behalve van licht voorziet de zon ons ook van Dat zijn beide vormen van energie. Als je lang in de zon zit, krijg je een kleurtje. Welke stralen zijn daarvoor verantwoordelijk? Hoofdstuk 1 - GEluid EN straling 7

14 1.5 Het elektromagnetisch spectrum Het elektromagnetisch spectrum is een verzamelnaam voor alle elektromagnetische stralingen. Ze worden gerangschikt volgens de hoeveelheid energie. a Bekijk de figuur. gammastralen radiogolven ultraviolet infrarood X-stralen microgolven zichtbaar licht kortere golflengte hogere frequentie meer energie grotere golflengte lagere frequentie minder energie Vul aan. soort golf microgolfoven zon, lichtshow, laser voorbeelden gsm, radio, gps, radar, snelheidsradar van de politie sterilisatie van groenten en fruit, behandeling van kanker zonnebank of gelaatsbruiner, behandeling vitamine D-tekort, controle geldbiljetten, steriel maken van medische apparatuur, aanbrengen van nagellak, lijmen, coatings, tandvulling CT-scan, radiotherapie bij kanker, controle bagage op de lucht haven, bekijken van de oorspronkelijke tekening van een schilderij afstandsbediening, warmtelamp, broodrooster, nachtkijker, raketgeleidingssysteem, wolkenbeelden van een satelliet Elektromagnetische straling is de voortplanting van elektrische en magnetische trillingen doorheen de ruimte. Elektromagnetische straling plant zich voort met een golf zonder middenstof. De voortplantingssnelheid van EM-straling is gelijk aan de lichtsnelheid. 8 Elektromagnetische straling en geluid

15 HOOFDSTUK 2 VERANTWOORD OMGAAN MET GELUID EN STRALING a Waarom is ons gehoor belangrijk? 2.1 Verantwoord omgaan met geluid Geluidsniveau Lawaai vermindert de levenskwaliteit. Het geluidsniveau uit onze omgeving is doorgaans onschadelijk. Een constante belasting van 85 db kan echter slaapstoornissen, hoofdpijn en angsten veroorzaken. Harde geluiden kunnen zelfs pijn veroorzaken. Een geluidsintensiteit van 140 db vormt de pijngrens. Daarboven hoor je geen geluid, maar ervaar je enkel pijn. Dat kan leiden tot gehoorschade. db (A) pijngrens startend straalvliegtuig drilboor op 1 m passerende trein op 25 m toeterende auto op 2 m popgroep drukke verkeersweg stofzuiger op 1 m gespreksniveau woonstraat overdag buiten woonstraat s nachts zacht gefluister in stille natuur vallend blad gehoordrempel a Geef een voorbeeld van een krachtig en intens geluid. Hoofdstuk 2 - VErantWoord omgaan MET GEluid EN straling 9

16 2.1.2 Tijdsduur Gehoorschade is niet alleen een kwestie van een hoog geluidsniveau. Ook de tijdsduur speelt een rol. Onderzoeksvraag Kan een hele klas gehoorschade veroorzaken? Hypothese De klas n kan gehoorschade veroorzaken. n is niet in staat om gehoorschade te veroorzaken. Benodigdheden db-meter Werkwijze Roep gedurende 3 seconden met zijn allen zo hard je kunt. Waarneming Hoeveel db bedraagt het geluidsniveau? decibel geluid gehoorschade 120 db feestje, fuif, rockconcert, I-pod onmiddellijk 110 db feestje thuis, fuif, festival, I-pod onmiddellijk 100 db feestje thuis, fuif, I-pod na 5 minuten 95 db feestje thuis, fuif, I-pod na 15 minuten 92 db fuif, I-pod, hard geschreeuw na 30 minuten 89 db zware vrachtwagen na 1 uur 86 db voorbijrazende trein na 2 uur 83 db verkeerslawaai na 4 uur 80 db stadslawaai na 8 uur 77 db luidruchtige gesprekken geen Verwerking Lees in de tabel af of je bekomen waarde gehoorschade kan veroorzaken. Besluit Met een geluidsniveau van db gedurende seconden kan de klas Reflectie Had je dat verwacht? gehoorschade veroorzaken. Wat is je verwachting als je het roepen 5 minuten volhoudt? 10 Elektromagnetische straling en geluid

17 2.1.3 Gehoorschade Naarmate je ouder wordt, krijgt je lichaam last van slijtage. Ook je gehoor gaat achteruit. Gehoorverlies door ouderdom is een geleidelijk proces. De geluiden met een hoge frequentie zullen het eerst problemen opleveren. Het is een onomkeerbaar proces en dus niet te genezen. a Wanneer heb jij al eens last gehad van gehoorverlies? Gehoorverlies kan op jongere leeftijd versneld worden. Bij te lange blootstelling aan krachtig geluid kan gehoorverlies blijvende gehoorschade veroorzaken. Steeds meer mensen hebben last van oorsuizingen of tinnitus. b Wat horen mensen met tinnitus? Als je tinnitus ervaart na een concert of fuif, zijn je oren dringend aan stilte toe. Blijven de oorsuizingen aanhouden, dan is een bezoek aan een arts zeker nodig. c Bekijk de afbeelding. Hoe kun je jezelf in een werkhuis beschermen tegen gehoorschade? Is de leerkracht op de foto beschermd tegen gehoorschade? ja nee Verklaar. Hoofdstuk 2 - VErantWoord omgaan MET GEluid EN straling 11

18 d Het geluid van een hondenfluitje heeft een frequentie tussen Hz en Hz. Waarom horen baby s het fluitje nog wel en ouderen niet meer? e Noteer enkele persoonlijke en maatschappelijke gevolgen van gehoorschade. f Gehoorschade zorgt voor een ernstige sociale beperking. Gehoorschade kan ontstaan door ouderdom en kan versneld worden door een te lange blootstelling aan te krachtige geluiden. Tinnitus of oorsuizingen zijn vormen van gehoorverlies. Een goede bescherming is noodzakelijk om gehoorschade te voorkomen. Gehoorschade is onomkeerbaar. Bekijk het vingeralfabet. Vorm met onderstaande tekens de zin: Mijn naam is. 12 Elektromagnetische straling en geluid

19 Verantwoord omgaan met straling Plaats volgende begrippen bij de juiste foto. Kies uit: laserstralen, microgolven, radiogolven, uv-stralen, röntgenstralen en IR-golven. fv Radiogolven er si e a oe Radiogolven zijn golven die ervoor zorgen dat je radio en tv kunt gebruiken. Het zijn golven die zich voortplanten met de snelheid van het licht, maar met een grote golflengte. Het is niet bewezen dat radiogolven schadelijk zijn Microgolven Pr 2.2 Microgolven zijn ook radiogolven. Vanwege hun kleinere golflengte bezitten ze meer energie. b Waarvoor worden microgolven onder andere gebruikt? Infraroodstralen Elk lichaam dat warmer is dan de omgeving zendt infrarode straling uit. Omgekeerd geldt dat elk lichaam dat kouder is dan de omgeving infrarode straling absorbeert. De stralen zijn onzichtbaar, maar op de huid waarneembaar door de warmtewerking. Het is niet bewezen dat IR-stralen schadelijk zijn. In een IR-sauna worden de stralen geabsorbeerd door het lichaam. c Waarom gebruik je een IR-sauna? Hoofdstuk 2 - VERANTWOORD OMGAAN MET GELUID EN STRALING 13

20 2.2.4 Uv-stralen Uv-stralen hebben meer energie dan IR-stralen. De ozonlaag rond de aarde werkt als een filter en houdt de uv-stralen van de zon gedeeltelijk tegen. Het is bewezen dat uv-stralen kankerverwekkend zijn. d Hoe kun je jezelf beschermen tegen schadelijke uv-stralen? Onderzoeksvraag Wat is het verband tussen de beschermingsfactor, vermeld op een zonnecrème, en de hoeveelheid uv-stralen die tegengehouden wordt? Hypothese Hoe hoger de beschermingsfactor, hoe meer uv-stralen er worden tegengehouden. Hoe hoger de beschermingsfactor, hoe minder uv-stralen er worden tegengehouden. Er is geen verband. Benodigdheden viertal zonnecrèmes met verschillende beschermingsfactor wit papier gele markeerstift uv-lamp Werkwijze Teken met de markeerstift enkele parallelle strepen op het blad papier. Smeer op elke streep een even dik laagje zonnecrème. Noteer onder de streep welke beschermingsfactor je gesmeerd hebt. Belicht met de uv-lamp. Waarneming Kijk hoe de gele kleur oplicht bij de verschillende lagen. Hoe de beschermingsfactor, hoe je de gele streep onder het uv-licht ziet. Besluit Hoe hoger de beschermingsfactor van de zonnecrème, 14 Elektromagnetische straling en geluid

21 2.2.5 Röntgen- of x-stralen Röntgenstralen zijn genoemd naar de ontdekker, Wilhelm Röntgen. f Ze hebben een hoge frequentie, dus veel Röntgenstralen dringen doorheen bijna alle stoffen. Afhankelijk van de stof wordt een gedeelte geabsorbeerd en kan er een beeld gevormd worden. Dat beeld, een röntgenfoto, is de oudste vorm van medische beeldvorming en nog steeds in gebruik. Dankzij een aantal moderne technieken is de vorm sterk verbeterd. g Wat doet het ziekenhuispersoneel bij het nemen van dergelijke beelden? Röntgenstralen zijn sterke energetische stralen, die tot DNA-schade kunnen leiden Gammastralen Gammastralen hebben de kortste golflengte en dus de grootste energie-inhoud. De voortplanting van de stralen wordt enkel gestopt door tientallen centimeters lood of ijzer. Gammastraling komt voor in radioactieve straling. Het is zo n krachtige straling dat ze gebruikt wordt in ziekenhuizen om kankercellen te doden. Helaas worden er dan ook gezonde cellen gedood. De golfbeweging heeft een bepaalde frequentie. Een golf met een lage frequentie heeft minder energie dan een golf met een hoge frequentie energie. Het elektromagnetisch spectrum omvat alle soorten magnetische straling, gerangschikt volgens hoeveelheid energie. Hoofdstuk 2 - VErantWoord omgaan MET GEluid EN straling 15

22 Samenvatting trillingen middenstof zonder middenstof door ouderdom onomkeerbaar geluid gehoorverlies geluidsniveau tijdsduur gehoorschade elektromagnetische straling elektromagnetisch spectrum doofheid tinnitus oorsuizingen weinig energie lage frequentie grote golflengte radiogolven microgolven infrarood stralen zichtbaar licht ultravioletstralen röntgenstralen gammastralen meer energie hoge frequentie korte golflengte Geluid zijn trillingen die zich voortplanten in een middenstof. Geluid wordt veroorzaakt door trillingen van deeltjes. De deeltjes zijn de middenstof. De snelheid waarmee de deeltjes trillen, is de frequentie. Ze wordt uitgedrukt in Hertz (Hz). De geluidssterkte geeft de kracht weer waarmee de deeltjes trillen. Ze wordt uitgedrukt in decibel (db). Bij het ouder worden ontstaat er geleidelijk gehoorverlies. Geluiden kunnen schade veroorzaken als het geluidsniveau te hoog is en/of de tijdsduur te lang is. Gehoorverlies kan volledige of gedeeltelijke doofheid, tinnitus en andere ongemakken veroorzaken. Gehoorverlies door ouderdom en gehoorschade zijn onomkeerbaar. Elektromagnetische stralen hebben geen middenstof nodig om zich voort te planten. Het elektromagnetisch spectrum omvat verschillende soorten stralingen die gerangschikt zijn volgens energie-inhoud. De golfbeweging heeft een bepaalde frequentie. Een golf met een lage frequentie heeft minder energie dan een golf met een hoge frequentie. Hoe meer energie de straling bezit, hoe meer schade ze kan veroorzaken. Wat zijn de nieuwe begrippen? Vul eventueel zelf aan. het geluid de geluidsbron de toonhoogte de frequentie de hertz (Hz) ultrasoon infrasoon de geluidssterkte de decibel (db) de elektromagnetische straling de pijngrens de gehoorschade de oorsuizing tinnitus de radiogolf de microgolf de infrarode straling de uv-straling de röntgenstraling de gammastraling 16 Elektromagnetische straling en geluid

23 Wat wordt er minstens van je verwacht? Vul eventueel zelf aan. Leg het verschil tussen licht en geluid uit. Geef voorbeelden van elektromagnetische stralingen. Leg uit dat elektromagnetische stralingen op een spectrum staan. Leg het gevaar voor de verschillende stralingen uit. Leg de werking van zonnecrème uit. Leg uit wanneer een trilling geluid is. Geef de eigenschappen van geluid. Geef voorbeelden van ultrasoon geluid. Geef voorbeelden van infrasoon geluid. Leg uit hoe gehoorschade ontstaat. Leg uit hoe gehoorschade versneld kan worden. Leg uit wat je kunt doen om gehoorschade te voorkomen. Hoofdstuk 2 - VErantWoord omgaan MET GEluid EN straling 17

24 p 8 Houd je vorderingen bij. Wat is jou het meest bijgebleven uit dit thema? Om jezelf te testen, maak je de oefeningen op CHECK OUT Tijd om uit te checken Je hebt bij het inchecken kennisgemaakt met een eenzame walvis. Om te communiceren, is het belangrijk dat je je boodschap verstaanbaar kunt overbrengen. Wat is het probleem van de eenzame walvis? De geluidssterkte is niet goed. De andere walvissen horen de eenzame walvis niet. De frequentie is niet dezelfde als de frequentie van de andere walvissen. De walvis wil gewoon alleen rondzwemmen. Wat is het verschil tussen de eenzame walvis en zijn soortgenoten? 18 Elektromagnetische straling en geluid

25 LOS HET OP! Pr oe fv er si e MATERIEMODEL

26 HOOFDSTUK 1 EIGENSCHAPPEN VAN ZUIVERE STOFFEN EN MENGSELS 1.1 Stofeigenschap, stofconstante p Oorsprong van zuivere stoffen p. 4 HOOFDSTUK 2 OPLOSSINGEN 2.1 Oplossing p Concentratie p Geconcentreerde stoffen p. 9 CHECK IN HOOFDSTUK 3 VERANTWOORD OMGAAN MET STOFFEN 3.1 Gevarensymbolen p Veiligheidsmaatregelen p. 12 HOOFDSTUK 4 SMELTEN EN KOKEN 4.1 Het temperatuur(tijd)-diagram bij het smelten van een zuivere stof p Het verschil tussen het kookpunt van een zuivere stof en een mengsel p. 17 HOOFDSTUK 5 MASSADICHTHEID p. 19 Probeer het eens uit. Wat gebeurt er als je ijsblokjes in een glas met water doet? Wat gebeurt er als je ijsblokjes in een glas met olie doet? Wat gebeurt er met de ijsblokjes in het glas olie na een half uur? Hoe denk je dat dat NAWE_A_02_02_004@ Je bent nu ingecheckt. Wanneer je uitcheckt op het einde van dit thema, kun je de waarnemingen verklaren. 2 Materiemodel

27 HOOFDSTUK 1 EIGENSCHAPPEN VAN ZUIVERE STOFFEN EN MENGSELS 1.1 Stofeigenschap, stofconstante p p Alle niet-levende en levende materie om ons heen bestaat uit stoffen. Alle zuivere stoffen hebben unieke stofeigenschappen. Een stofeigenschap is een fysische of chemische eigenschap die uniek is voor de zuivere stof. a b Omcirkel de stofeigenschappen. Welke stofeigenschappen geef je weer door een getalwaarde, gevolgd door een eenheid? Een stofeigenschap die je met een getal kunt weergeven, gevolgd door een eenheid, is een stofconstante. Aan de hand van stofeigenschappen kun je een zuivere stof herkennen. c d kookpunt massadichtheid massa smeltpunt brandbaarheid kleur volume smaak vorm Welke kleurloze vloeistof heeft een kookpunt van 100 C, een massadichtheid van 0,998 g/cm³ en een stol- en smeltpunt van 0 C? Welk metaal heeft een kookpunt van 357 C, een massadichtheid van 13,6 g/cm³, een zilverwitte kleur, een vloeibare aggregatietoestand bij kamertemperatuur en een stol- en smeltpunt van - 39 C? Een stofeigenschap is een fysische of chemische eigenschap die uniek is voor een zuivere stof. Een stofconstante is een stofeigenschap die met een getal wordt weergeven, gevolgd door een eenheid. HOOFDSTUK 1 - eigenschappen VAN ZUIVere STOFFEN EN MENGSELS 3

28 1.2 Oorsprong van zuivere stoffen Onderzoeksvraag Welke kleur heeft kunstmatig gevormd keukenzout (NaCl)? Hypothese Het kunstmatig gevormde keukenzout heeft n geen witte kleur. n een witte kleur. Benodigdheden roerstaafje bekerglas 100 ml bunsenbrander natriumhydroxide-oplossing (NaOH) waterstofchloride-oplossing (HCl) maatcilinder driepikkel draadnet Werkwijze Voeg in het bekerglas met 15 ml NaOH-oplossing voorzichtig 15 ml HCl-oplossing toe. Meng beide stoffen met een roerstaafje. Laat het mengsel uitdampen. Waarneming Welke kleur heeft de bekomen stof? Besluit Zuiver keukenzout (NaCl) gevormd op een kunstmatige manier heeft een Verwerking Vergelijk de kleur van het kunstmatig gevormde keukenzout met natuurlijk zeezout. Zuivere stoffen kunnen op een natuurlijke of kunstmatige manier gevormd worden Natuurlijk gevormde alcohol Ethanol is de alcohol die gebruikt wordt in voeding. kleur.. a Vul aan. p kookpunt smeltpunt stofeigenschappen ethanol aggregatietoestand bij kamertemperatuur massadichtheid 4 Materiemodel

29 Gistcellen zijn eencellige schimmels die ethanol kunnen aanmaken door vergisting van suikers uit onder andere fruit of granen. Die vergisting wordt gebruikt bij het maken van alcoholische dranken zoals bier en wijn. Gistcellen er si e De pestvogel, een vogelsoort die s winters ook in België voorkomt, voedt zich in de winter vaak met rottende bessen. Hij kan dronken worden door de ethanol dat daarin aanwezig is. Pestvogel fv Kunstmatig gevormde alcohol Pr oe Ethanol kan ook op kunstmatige wijze gemaakt worden. Met behulp van etheen en water kun je onder invloed van een zuur ethanol verkrijgen. Het gevormde ethanol wordt vervolgens uit het mengsel gescheiden door middel van destillatie. Ethanol producerend bedrijf Kunstmatig gevormde ethanol heeft exact dezelfde stofeigenschappen en stofconstanten als ethanol dat op natuurlijke wijze gevormd wordt. Elke zuivere stof wordt gekenmerkt door een unieke molecuulsamenstelling (deeltjessamenstelling). Ze heeft unieke stofeigenschappen en stofconstanten. De herkomst (kunstmatig of natuurlijk) heeft geen belang. HOOFDSTUK 1 - EIGENSCHAPPEN VAN ZUIVERE STOFFEN EN MENGSELS 5

30 Samenvatting zuivere stoffen natuurlijk kunstmatig unieke molecuulsamenstelling unieke stofeigenschappen unieke stofconstanten Zuivere stoffen bezitten unieke stofeigenschappen, unieke stofconstanten en een unieke molecuulsamenstelling, ongeacht de herkomst (kunstmatig of natuurlijk) ervan. Wat zijn de nieuwe begrippen? Vul eventueel zelf aan. de stofeigenschap de stofconstante Wat wordt er minstens van je verwacht? Vul eventueel zelf aan. Leg het verschil tussen een stofeigenschap en een stofconstante uit. Geef voorbeelden van stofeigenschappen. Geef voorbeelden van stofconstanten. Leg uit dat de molecuulsamenstelling en de eigenschappen van stoffen uniek zijn en niet veranderd worden door hun herkomst. 6 Materiemodel

31 HOOFDSTUK 2 OPLOSSINGEN 2.1 Oplossing a Vul aan. 2.2 oplossing oplosmiddel opgeloste stof Een oplossing is een homogeen mengsel van een oplosmiddel (= vloeistof) en een opgeloste stof. De opgeloste stof kan een vaste stof, een vloeistof of een gas zijn. Concentratie a Kruis aan. A B A C A D 1 l water 1 l water 1 l water 1/2 l water 1 l water 1/2 l water A smaakt zoeter. B smaakt zoeter. A en B smaken even zoet. A smaakt zoeter. C smaakt zoeter. A en C smaken even zoet. A smaakt zoeter. D smaakt zoeter. A en D smaken even zoet. Hoofdstuk 2 - OPLOSSINGEN 7

32 Welke factoren bepalen de zoete smaak van een suikeroplossing? De verhouding van de hoeveelheid opgeloste suiker ten opzichte van de hoeveelheid water bepaalt hoe zoet een suikeroplossing smaakt. De verhouding van de hoeveelheid opgeloste stof ten opzichte van een bepaalde hoeveelheid oplosmiddel is de concentratie. De concentratie van een oplossing geeft aan hoeveel opgeloste stof er aanwezig is in een bepaalde hoeveelheid oplossing. Symbool concentratie = c. b Bepaal de gevraagde informatie aan de hand van de etiketten. Ice tea Voedingswaarde Per 100 ml Per portie ** % * per portie ** energie vetten - waarvan verzadigde koolhydraten - waarvan suikers eiwitten zout 81 kj/kcal < 0,5 g < 0,1 g 4,6 g 4,5 g < 0,5 g 0,03 g 203 kj / 48 kcal < 0,5 g < 0,1 g 12 g 11 g < 0,5 g 0,08 g Hoeveelheid suiker per 100 ml: Hoeveelheid suiker in een glas van 250 ml: Cornflakes Hoeveelheid suiker per 100 g: 2 % < 1 % < 1 % 5 % 12 % < 1 % 1 % %* van Referentie-inname van een gemiddelde volwassene (8400 kj/2000kcal) %** 1 portie = 250 ml (de fles bevat 6 porties) Voedingswaarde 100 g Energie 1660 kj 392 kcal Vetten - waarvan verzadigde Koolhydraten - waarvan suikers Vezels Eiwitten Zout 2,5 g 1,2 g 85,0 g 25,0 g 2,5 g 6,0 g 1,10 g Vitamines B1 0,9 mg 82 % B2 1,2 mg 86 % B3 13,3 mg 83 % B5 5 mg 83 % B6 1,2 mg 86 % B9 166 μg 83 % B12 2,1 μg 84 % H 41,5 μg 83 % Mineralen ijzer 7 mg 50 % *RI = Dagelijkse referentie-inname voor vitaminen en mineralen (volwassenen) VOEDINGSWAARDE per 100 ml per 250 ml (%*) Energie Vetten - waarvan verzadigde Koolhydraten - waarvan suikers Eiwitten Zout 113 kj 27 cal 0 g 0 g 6,7 g 6,7 g 0 g 0 g 283 kj 68 kcal (3 %) 0 g (0 %) 0 g (0 %) 17 g (6 %) 17 g (6%) 0 g (0 %) 0 g (0 %) %* van Referentie-inname van een gemiddelde volwassene Coca-Cola Life Hoeveelheid suiker per 100 ml: Hoeveelheid suiker in een glas van 250 ml: Duvel Hoeveelheid alcohol per 100 ml: 8 Materiemodel

33 2.3 Geconcentreerde stoffen Producten en voedingsmiddelen a Bereken hoeveel wasmiddel je gebruikt per wasbeurt. inhoud = 3,65 l 50 wasbeurten te gebruiken per wasbeurt: inhoud = 888 ml 24 wasbeurten te gebruiken per wasbeurt: Waarom heb je verschillende hoeveelheden nodig? Verklaar. In het voordeel van het milieu worden heel wat producten steeds vaker in kleinere verpakkingen aangeboden. Je hoeft ook steeds minder product te gebruiken. Toch is de hoeveelheid werkzaam bestanddeel hetzelfde. Dat kan door de producten te concentreren. - Het is belangrijk dat consumenten hun dosering aanpassen wanneer ze een geconcentreerd product gebruiken. Anders stijgt de milieu-impact opnieuw. b Noteer vier voorbeelden van geconcentreerde producten die je gebruikt. Geconcentreerde producten worden bekomen door een hoeveelheid oplosmiddel te onttrekken. Ze worden bij gebruik verdund door opnieuw oplosmiddel toe te voegen. Hoofdstuk 2 - OPLOSSINGEN 9

34 2.3.2 Concentratie fijn stof in de lucht Fijn stof (PM10) zijn deeltjes die kleiner zijn dan 10 micrometer. Ze kunnen diep doordringen in de longen en ernstige gezondheidsproblemen veroorzaken. De Vlaamse Milieumaatschappij (VMM) meet op verschillende plaatsen in Vlaanderen voortdurend de luchtkwaliteit. Je kunt de actuele waarden op internet volgen. De Europese norm van 50 microgram/m 3 wordt in Vlaanderen nog te vaak overschreden. beoordeling fijn stof (μg/m 3 ) 0 geen gegevens / 1 uitstekend zeer goed goed vrij goed gewoon middelmatig ondermaats slecht zeer slecht uiterst slecht > 200 a Zoek op de website van VMM hoe groot de concentratie fijn stof in jouw buurt momenteel is. Wanneer en in welke gemeente in Vlaanderen werd de voorbije 14 dagen de hoogste concentratie fijn stof gemeten? gemeente datum waarde Kleur op de kaart van Vlaanderen de situatie fijn stof van de afgelopen 24 uur. Concentreren is de hoeveelheid oplosmiddel in de oplossing verminderen. Verdunnen is de hoeveelheid oplosmiddel in de oplossing vermeerderen. 10 Materiemodel

35 HOOFDSTUK 3 VERANTWOORD OMGAAN MET STOFFEN 3.1 Gevarensymbolen Heel wat producten gebruikt in het laboratorium, de land- en tuinbouw, de industrie, maar ook thuis, kunnen gevaarlijk en schadelijk zijn voor mens en milieu. a Geef drie voorbeelden van gevaarlijke producten. Om aan te tonen dat stoffen gevaarlijk zijn, worden er internationaal afspraken gemaakt. De doelstelling van het Globally Harmonised System (GHS) is dat overal ter wereld alle producten op dezelfde manier worden ingedeeld. Zo worden gevaareigenschappen op dezelfde manier gecommuniceerd aan de hand van een reeks gevarensymbolen. b c Waarom is het belangrijk dat gevaarlijke stoffen, naast tekst, ook pictogrammen hebben? Knip de gevarensymbolen op het einde van het thema uit en kleef ze op de juiste plaats. betekenis voorbeeld product schadelijk irriterend tabletten voor de vaatwasser ontstopper ontvlambaar deodorant nagellakremover milieuschadelijk metaalpolish carbolineum toxisch (giftig) ontvlekkers methanol betekenis voorbeeld product gassen onder druk propaangas voor BBQ corrosief (bijtend) ontstopper ammoniak explosief (ontplofbaar) spuitbussen zoals haarlak en luchtverfrissers schadelijk voor de gezondheid white spirit oxiderend (brand bevorderend) javeltabletten chloortabletten voor zwembad HOOFDSTUK 3 - VeraNTWoord OMGAAN MET STOFFEN 11

36 3.2 Veiligheidsmaatregelen a Omcirkel de gevaarlijke situaties. Een gevaarlijke stof is schadelijk voor de gezondheid bij opname via de mond, de ademhaling of de huid. b c d Hoe kun je jezelf beschermen tegen opname via de mond? Hoe kun je jezelf beschermen tegen opname via de ademhaling? Hoe kun je jezelf beschermen tegen opname via de huid? p 3-4 Om je bewust te maken van de gevaren bij het gebruik van bepaalde producten staan op de etiketten, naast de gevarensymbolen, vaak ook gevarenaanduidingen (H-zinnen, met de H van hazard) en voorzorgsmaatregelen (P-zinnen, met de P van precaution) vermeld. 12 Materiemodel

37 naam en identificatienummer van de stof gegevens leverancier signaalwoord gevarenaanduiding gevarensymbolen Aceton ABC Chemicals EGNo.: Veiligheidsstraat Mechelen Tel.: Gevaar H EUH066 Licht ontvlambare vloeistof en damp. Veroorzaakt ernstige oogirritatie. Kan slaperigheid of duizeligheid veroorzaken. Herhaalde blootstelling kan een droge of een gebarsten huid veroorzaken. Bekijk altijd de verpakking van de producten die je gebruikt en lees de etiketten zorgvuldig. e veiligheidsaanbevelingen aanvullende informatie hoeveelheid Ga op zoek naar een product waarvan het etiket een of meerdere gevarensymbolen en H- en P-zinnen vermeldt. Maak een foto van het product en het etiket en kleef ze hieronder. Noteer de betekenis van de gevarensymbolen en markeer de H- en P-zinnen. naam product: gebruikt voor: foto s product en etiket Voorbeeld van een etiket P Verwijderd houden van warmte/vonken/open vuur/hete oppervlakken. Niet roken. In goed gesloten verpakking bewaren. Bij contact met de ogen: voorzichtig afspoelen met water gedurende een aantal minuten. Indien mogelijk, contactlenzen verwijderen. Blijven spoelen. Herhaalde blootstelling kan een droge of gebarsten huid veroorzaken ml HOOFDSTUK 3 - VeraNTWoord OMGAAN MET STOFFEN 13

38 Samenvatting werken met stoffen oplossing concentratie Oplossingen hebben een bepaalde concentratie. Op het etiket van vele producten vind je gevarensymbolen en veiligheidsmaatregelen. Wat zijn de nieuwe begrippen? Vul eventueel zelf aan. de oplossing het oplosmiddel de opgeloste stof de concentratie concentreren verdunnen het gevarensymbool de gevarenaanduiding H-zinnen de voorzorgsmaatregel P-zinnen Wat wordt er minstens van je verwacht? Vul eventueel zelf aan. Herken een opgeloste stof en een oplosmiddel in een oplossing. Pas het begrip concentratie toe in het dagelijkse leven. Geef de betekenis van de gevarensymbolen. Tref de nodige voorzorgsmaatregelen bij het gebruik van bepaalde producten. Begrijp de gegevens op een etiket. gevarensymbolen etiket veiligheidsmaatregelen 14 Materiemodel

39 HOOFDSTUK 4 SMELTEN EN KOKEN a Bekijk de afbeelding. In welke aggregatietoestanden komt water voor? Water kan in drie aggregatietoestanden of fasen voorkomen. De overgang van de ene naar de andere toestand is een faseovergang. b Bekijk de figuur gasvormig vloeibaar warmte opnemen warmte afgeven Benoem de faseovergangen. vast 1 = 2 = 3 = 4 = 5 = 6 = HOOFDSTUK 4 - SMelteN EN KOKEN 15

40 4.1 Het temperatuur(tijd)-diagram bij het smelten van een zuivere stof a Bekijk de tabel en de grafiek. t (min) 0,0-8 1,0-4 2,0-2 3,0 0 4,0 0 5,0 0 6,0 0 7,0 1 8,0 2 9,0 4 10,0 6 11,0 8 Meetresultaten van het smelten van ijs θ ( C) Beschrijf het verloop van de grafiek. De grafiek is een smeltcurve. θ ( C) Temperatuur(tijd)-diagram Lees de smelttemperatuur af. Duid het smeltpunt aan op de smeltcurve. Duid op de grafiek de gebieden voor, tijdens en na het smelten aan. Schrijf er telkens de fase bij. t (min) 16 Materiemodel

41 b c p d p Bekijk de tabel en de grafiek. t (min) θ ( C) fase 0,0 58 vloeibaar 0,5 54 vloeibaar 1,0 50 vloeibaar 1,5 48 vast + vloeibaar 2,0 48 vast + vloeibaar 2,5 48 vast + vloeibaar 3,0 48 vast + vloeibaar 3,5 48 vast + vloeibaar 4,0 48 vast + vloeibaar 4,5 48 vast + vloeibaar 5,0 45 vast 5,5 36 vast Meetresultaten van het stollen van vloeibaar natriumthiosulfaat θ ( C) Wat gebeurt er met de temperatuur als de stof begint te stollen? Temperatuur(tijd)-diagram Natriumthiosulfaat smelt bij een temperatuur van 48 C. Wat stel je vast als je de smelttemperatuur vergelijkt met de stoltemperatuur? Duid op de grafiek de gebieden vóór, tijdens en na het stollen aan. Schrijf er telkens de fase bij. Welke zuivere stof smelt bij 80,6 C? Welke zuivere stof smelt bij 1538 C? In welke fase bevindt benzeen zich bij 25 C? bij -30 C? t (min) Tijdens het smelten of het stollen van een zuivere stof blijft de temperatuur constant. De stoltemperatuur is gelijk aan de smelttemperatuur. De smelt- en stoltemperatuur zijn stofconstanten. HOOFDSTUK 4 - SMelteN EN KOKEN 17

42 4.2 Het verschil tussen het kookpunt van een zuivere stof en een mengsel Onderzoeksvraag Wat gebeurt er met de kooktemperatuur als je zout aan water toevoegt? Hypothese Zoutwater kookt bij een n hogere temperatuur dan zuiver water. n lagere temperatuur dan zuiver water. n dezelfde temperatuur dan zuiver water. Benodigdheden thermometer verwarmingstoestel water zout Werkwijze 1 Breng het water aan de kook. Waarneming 1 Temperatuur kokend water: θ = C Werkwijze 2 Voeg zout toe. Breng het zout water aan de kook. Waarneming 2 Temperatuur kokend zoutwater: θ = C Besluit Zoutwater kookt bij Onzuiverheden beïnvloeden het kookpunt. Bij een mengsel verandert het kookpunt. 18 Materiemodel

43 a Hoe kun je onderzoeken of een onbekende kleurloze vloeistof ethanol is? p b Leg uit waarom er in de winter zout gestrooid wordt op de weg. Wat gebeurt er met de temperatuur van het kookvocht als je pasta kookt? er si e c Pr oe fv d Wat doe je om het bevriezen van drinkwater van vogels in de winter te voorkomen? Onzuiverheden hebben een invloed op het kook- en smeltpunt. HOOFDSTUK 4 - SMELTEN EN KOKEN 19

44 Samenvatting zuivere stof mengsel kookpunt stofconstanten andere kooktemperatuur + andere stoltemperatuur smeltpunt kenmerkend voor een zuivere stof Een zuivere stof kookt en smelt bij een welbepaalde temperatuur. Deze temperaturen zijn kenmerkend voor de zuivere stof, het zijn stofconstanten. Bij de faseovergang blijft de temperatuur constant. Bij een mengsel blijft bij een faseovergang de temperatuur niet constant. Onzuiverheden beïnvloeden de smelt -en kooktemperatuur. Wat zijn de nieuwe begrippen? Vul eventueel zelf aan. de faseovergang de smeltcurve de smelttemperatuur het smeltpunt de kooktemperatuur Wat wordt er minstens van je verwacht? Vul eventueel zelf aan. Bespreek het temperatuur(tijd)-diagram van het smelten of koken van een zuivere stof. Omschrijf wat er gebeurt met de temperatuur bij een faseovergang van een zuivere stof. Leg uit wat de invloed van een onzuiverheid op het smelt- en kookpunt van een stof is. 20 Materiemodel

45 HOOFDSTUK 5 MASSADICHTHEID a Kruis aan wie gelijk heeft. Om te begrijpen waarom een boomstam drijft en een spijker zinkt, voeren we een nieuwe grootheid in: de massadichtheid van een stof. De massadichtheid is de massa van een stof per volume-eenheid. Met andere woorden: hoeveel weegt een stof per volume van 1 cm³? Als hout drijft, betekent dat dat hout een kleinere massadichtheid dan water heeft. En als ijzer zinkt, heeft ijzer een grotere massadichtheid dan water. Als een stof zweeft in water, heeft ze dezelfde massadichtheid als water. Massadichtheid is een stofeigenschap die voor zuivere stoffen wordt weergegeven als een stofconstante. Dat wil zeggen dat iedere zuivere stof een eigen massadichtheid heeft. HOOFDSTUK 5 - MASSADICHTHeid 21

46 Help inspecteur Density Inspecteur Density verliest zijn geheugen. Minister Bibber zit met zijn handen in het haar. Hoe moeten moordzaken nu opgelost worden? Probleem Iedereen kent inspecteur Density wel. De beroemde onderzoeker voor wie geen enkele moordzaak een geheim heeft. Gisteren ontvingen we het trieste nieuws dat inspecteur Density zijn geheugen verloren heeft. Dat is een groot probleem. Hoe moeten moordzaken nu opgelost raken?, aldus minister Bibber. Oplossing De ministers hebben vannacht samengezeten om een oplossing te zoeken. Na uren brainstormen is er een voorlopige oplossing uit de bus gekomen. We zijn overeengekomen op zoek te gaan naar mensen met een goede wetenschappelijke kennis om ons te helpen met het onderzoek, aldus de minister. Onderzoeksvraag Hoe kun jij inspecteur Density helpen om de massadichtheid van de onbekende vloeistof te bepalen? Hypothese Bepaal de massa van de vloeistof en vermenigvuldig die met het volume van de vloeistof. Bepaal de massa van de vloeistof en deel die door het volume van de vloeistof. Bepaal het volume van de vloeistof en deel dat door de massa van de vloeistof. Bepaal de massa van de vloeistof en deel die door 1 cm³. Benodigdheden maatcilinder van 100 ml bekerglas van 250 ml elektronische balans onbekende vloeistof Werkwijze Bepaal de massa m 1 van de lege maatcilinder. Breng 40 ml van de onbekende vloeistof in de maatcilinder. Zet het volume om naar cm³. Bepaal de massa m 2 van de maatcilinder met de vloeistof erin. Maak het verschil tussen beide massa s. Je bekomt de massa m van de afgemeten hoeveelheid vloeistof. Herhaal de metingen voor drie andere volumes. Waarnemingen Noteer je metingen. Eerste onderzoek Jammer genoeg is er al een eerste moordzaak op te lossen. Donderdagavond is in een woning in Kleine-Brogel het levenloze lichaam aangetroffen van meneer Stevens. De doodsoorzaak is nog onbekend en dient achterhaald te worden. In de woonkamer van meneer Stevens is een fles zonder etiket gevonden met een verdachte vloeistof erin. Vermoedelijk werd meneer Stevens met die vloeistof om het leven gebracht. Minister Bibber is op zoek naar personen die kunnen onderzoeken over welke vloeistof het gaat. De minister belooft een beloning voor de personen die de opdracht kunnen volbrengen. We hopen dat we kunnen rekenen op jullie medewerking, zodat de zaak vlug opgelost raakt. V (cm³) massa lege maatcilinder m 1 (g) massa maatcilinder met vloeistof m 2 (g) massa vloeistof m 2 - m 1 = m (g) ρ = m V ( g cm 3 ) gemiddelde: 22 Materiemodel

47 Stel het verband tussen de massa en het volume van de vloeistof voor in het massa(volume)- diagram. m (g) Besluit De massadichtheid van een vloeistof bepaal je Verwerking Welke vorm heeft de grafiek? Welk verband bestaat er tussen m en V? Schrijf dat verband in symbolen. V (cm 3 ) De rechte lijn van de grafiek toont ook aan dat de verhouding m V een is. Controleer of dat zo is door de verhouding m V te berekenen in de laatste kolom van de tabel. Schrijf de gemiddelde waarde voor m V in de tabel. De constante verhouding tussen de massa en het volume van een stof is de massadichtheid van die stof. Ze wordt voorgesteld door het symbool ρ (= de Griekse letter rho). Eenheid: kg/m³. Welke vloeistof zit er in het verdachte flesje? p Zou die vloeistof de dood kunnen veroorzaken? HOOFDSTUK 5 - MASSADICHTHeid 23

48 Elke zuivere stof heeft een andere massadichtheid. Die is enkel afhankelijk van de temperatuur. De massadichtheid is een stofconstante. Als je een vloeistof of vaste stof verwarmt, neemt het volume toe. De stof zet uit, terwijl de massa hetzelfde blijft. Water vormt hierop een uitzondering. definitie De massadichtheid ρ is de constante verhouding tussen de massa en het volume van een bepaalde stof. formule ρ = m V eenheid [m] = kg [V] = m 3 [ρ] = kg m 3 b Welk gevolg heeft een temperatuursstijging op de massadichtheid van de stof? Omgekeerd zal bij een temperatuurdaling de stof krimpen, terwijl de massa onveranderd blijft. c Welk gevolg heeft een temperatuurdaling op de massadichtheid van de stof? d Leg uit waarom de bellen in een lavalamp stijgen. 24 Materiemodel

49 e Maxine en Liam onderzoeken het verband tussen de massa en het volume van twee verschillende stoffen. De resultaten van hun metingen vind je in het diagram. m (g) stof 1 stof 2 Welke grafiek heeft de grootste helling? V (cm 3 ) f g Welke stof heeft de grootste massadichtheid? Welk verband bestaat er tussen de massadichtheid van de stof en de helling van de grafiek? A en B stellen meetresultaten voor van twee verschillende voorwerpen. Vul onder elk diagram in: =, > of <. m 0 0 ρ A A B V ρ B m 0 0 ρ A A B V ρ B m 0 0 Op de foto zie je twee even grote blokjes. Het ene blokje is uit piepschuim gemaakt; het andere uit hout. Hoe kun je zonder tabellen te gebruiken en zonder berekeningen te maken een uitspraak doen over de massa dichtheid van beide blokjes? ρ A A B V ρ B m 0 0 ρ A A B V ρ B HOOFDSTUK 5 - MASSADICHTHeid 25

50 h Hoewel een boomstam veel zwaarder is dan een klein plankje hout, drijven beide voor werpen op het water. Verklaar. p i Een glas is voor drie kwart gevuld met water. Een tweede glas is gevuld met evenveel ethanol. In beide glazen worden even grote ijsblokjes gebracht. Het ijsblokje in het water Het ijsblokje in de ethanol Verklaar. Controleer of je antwoord klopt. Kruis aan. glas 1 bevat ethanol 1 2 bevat water glas 2 Wat gebeurt er wanneer de massadichtheid van de ijsblokjes even groot is als de massa dichtheid van de vloeistof in het glas? De massadichtheid is kenmerkend voor iedere zuivere stof. Het is een stofconstante. Bij een hogere temperatuur daalt de massadichtheid. Bij een lagere temperatuur stijgt de massadichtheid. Vloeistoffen en voorwerpen met een kleinere massadichtheid drijven op een vloeistof met een grotere massadichtheid. 26 Materiemodel

51 Samenvatting massadichtheid afhankelijk van de temperatuur = stofconstante symbool: ρ zinken zweven drijven De massadichtheid is de constante verhouding tussen de massa en het volume van een bepaalde stof. Formule: ρ = m, eenheid: kg V m 3 Het is een stofconstante die afhankelijk is van de temperatuur. Vloeistoffen of voorwerpen kunnen, afhankelijk van de massadichtheid, zinken, zweven of drijven in een andere vloeistof. Wat zijn de nieuwe begrippen? Vul eventueel zelf aan. de massadichtheid drijven zinken zweven Wat wordt er minstens van je verwacht? Vul eventueel zelf aan. Geef het verband weer tussen massa en volume in een m(v)-diagram. Bespreek de m(v)-grafiek. Geef de betekenis van een grotere of kleinere helling van een grafiek. Los oefeningen in verband met massadichtheid op. Verklaar waarom de massadichtheid afhankelijk is van de temperatuur. Identificeer zuivere stoffen met behulp van tabellen met massadichtheden. Leg uit wanneer een vloeistof of voorwerp zinkt, zweeft of drijft in een andere vloeistof. formule: ρ = m V eenheid: kg m 3 HOOFDSTUK 5 - MASSADICHTHeid 27

52 Houd je vorderingen bij. p 8 Wat is jou het meest bijgebleven uit dit thema? Om jezelf te testen, maak je de oefeningen op CHECK OUT p Tijd om uit te checken Verklaar je waarneming bij de eerste proef van de check in. Verklaar je waarneming bij de tweede proef van de check in. p Materiemodel

53 29

54 30 Materiemodel