Deeltjes model PDF

Preview

Summary

Download Deeltjes model PDF

Description

Deeltjes model Het deeltjes model: alle materie bestaat uit kleine, massieve bolletjes.

 Bij een vaste stof zitten de deeltjes in een kristalrooster dicht bij elkaar. Ze trillen op hun plaats.  Bij een vloeistof zijn de deeltjes los van elkaar. Ze zitten nog steeds dicht bij elkaar maar rollen over elkaar.  Bij een gas schieten de deeltjes met hoge snelheid in het rond. De afstand tussen de deeltjes is een stuk groter dan hun eigen afmetingen. De deeltjes We merken dat alle lichamen rondom ons een zekere ruimte innemen, ze hebben allemaal een bepaalde volume. - Voorwerpen met een zelfde volume kunnen toch verschillend reageren als je ze in beweging probeert te brengen of als je ze op je teen laat vallen. - Ze hebben allemaal een zekere massa - Alle lichamen rondom ons bestaan uit een zekere materie. - Voorwerpen die uit dezelfde soort materie opgebouwd zijn, hebben dezelfde stofeigenschappen zoals massadichtheid of brekingsindex of smeltpunt, … Proefjes deelbaarheid  Het blijkt dat alle lichamen DEELBAAR zijn waarbij de eigenschappen van dei stof, bij het steeds verkleinen, niet verloren gaan. Dat brengt ons tot een eerste conclusie voor het model dat we opbouwen:  Alle materie bestaat dus uit kleine deeltjes - van zodra de eigenschappen van de stof veranderen bij het delen, zitten we aan de grens van ons model - we bedoelen met deeltjes dus atomen of moleculen - de deeltjes zelf zijn dus 10-8 à 10-9 groot = veld van nanofysica, nano is voorvoegsel. - licht kan nooit met 1 deeltje botsen (10-7) - kunnen atomen enkel zien met een elektronenmicroscoop door elektronen die afgevuurd worden - deeltjes zoals atomen en moleculen hebben geen kleur

Proefjes ondoordringbaar  Uit de eigenschap ondoordringbaarheid besluiten we dat de deeltjes massief zijn, ze zijn in staat om andere materie weg te duwen. Daar waar een deeltje is, kan geen ander deeltje zijn:  Alle materie bestaat dus uit kleine, massieve deeltjes Proefje poreusheid dus bolletje  Uit de eigenschap poreusheid besluiten we dat deze kleine, massieve deeltjes de vorm van bolletjes hebben. Als je bolletjes stapelt, zelfs op de dichtst mogelijke manier, dan blijft er nog tussenruimte over om die poreusheid te verklaren:  Alle materie bestaat uit kleine, massieve bolletjes Opmerking: de deeltjes hebben niet de vorm van bolletjes, is dus niet zuiver. Moleculen kunnen allerhande vormen kunnen hebben.

De fase welke 3 fasen gaan we onderzoeken? 1) Samendrukbaarheid van een stof 2) Vervormbaarheid van een stof 3) Beweging van de deeltjes  Vanaf nu gaan we de deeltjes verdelen in groepen, deze drie groepen zijn de fasen of aggregatietoestanden waarin een stof kan voorkomen. Proefjes samendrukbaarheid Proefjes vervormbaarheid Proefjes diffusie

Vaste stof:  Weinig tot niet samendrukbaar.  Hieruit kunnen we concluderen dat de deeltjes dicht tegen elkaar zitten.  Een vaste stof is niet vervormbaar dus zitten de deeltjes op een welbepaalde plaats in een hechte structuur = kristalrooster.  Alle deeltjes trillen tov een evenwichtstoestand. Vloeistof:  Weinig samendrukbaar dus de afstand tussen de deeltjes is nog steeds zeer klein.  Vloeistof kan moeiteloos vervormd worden.  Deeltjes zitten niet aan elkaar vast, in een structuur maar kunnen vrij tov elkaar bewegen.  Ze rollen over elkaar. Gas:  Samendrukbaar  Deeltjes zitten ver van elkaar.  Gasdeeltjes bewegen vlot en snel.  Gasdeeltjes kunnen botsen tegen elkaar. Belangrijk: een gas kan je niet zien. Wolken zijn dus kleine waterdruppeltjes of kleine ijskristalletjes. Damp boven kookpot zijn een verzameling kleine waterdruppels.

Hoe fasen van elkaar onderscheiden? Meestal wordt nagegaan hoe gemakkelijk vorm en volume veranderd kunnen worden. Kijk ook naar de buren! (vaste buren)

4 de aggregatietoestand: plasma, het zijn elektrisch geladen deeltjes. Om een stof geïoniseerd te krijgen, is veel energie nodig. De overgang naar plasma is ioniseren en de omgekeerde overgang is deïoniseren. Thermische beweging  Deeltjes zijn in beweging  Steeds voortdurende beweging die nooit stopt.  Verschil in beweging afhankelijk van de fase waarin de stof zich bevindt.  Tweede sterk bepalende factor: temperatuur, hoe hoger de temperatuur van een stof, hoe sneller de deeltjes bewegen = thermische beweging.  Temperatuur van een stof verhogen, veroorzaakt een hogere snelheid van de deeltjes, wat dus betekent dat de bewegingsenergie van de deeltjes verhoogt.  Temperatuur is een maat voor de gemiddelde kinetische energie van de deeltjes  Let op: als de deeltjes dubbel zo bewegen zal de temperatuur meer dan verdubbelen. De temperatuur zal 4 keer zo groot worden want het verband is kwadratisch Er zijn ook schermzones bv voor boter: amorf: vaste stoffen die toch vervormbaar blijken te zijn en dus minder kracht op elkaar uitoefenen, hebben geen kristalrooster.

Verklaring van het deeltjes model Browse beweging: een kriskras gewriemel, kleine deeltjes bewogen lukraak, veranderen telkens van richting. (naam van bioloog) verklaring:  Brown kon de pollendeeltjes zien maar niet de waterdeeltjes. De waterdeeltjes bewegen, ze rollen over elkaar en botsen daarbij tegen de pollendeeltjes. Als die deeltjes groot genoeg zijn, dan hebben ze daar geen last van. Ten eerste is de massa dan soms te groot maar ook lichte deeltjes hebben er geen last van omdat er op hetzelfde moment een heleboel botsingen plaatsvinden, vanuit alle richtingen. Deze heffen elkaar op waardoor het netto effect nul is. Oplossen verklaren:

Cohesie en adhesie definitie cohesie en adhesie: Deeltjes trekken elkaar aan en stoten elkaar af. Het onderliggend mechanisme is de elektrische kracht. Cohesie: is de aantrekkingskracht tussen de deeltjes van dezelfde soort. Adhesie: is de aantrekkingskracht tussen de deeltjes van verschillende soorten. Vaktaal: gebruik cohesiekrachten tussen de … deeltjes en ….deeltjes.

Voorbeelden cohesie en adhesie krachten Proef cohesie water over touw Proeven adhesie rondom mij  Zitten op een stoel: De deeltjes waaruit de zitting van gemaakt is, trekken elkaar sterk aan, er is grote cohesiekracht.  Badspeelgoed: Er zijn vormpjes, vaak van dieren, die uit een soort foam gemaakt zijn. Als je die tegen een tegel houdt, vallen ze er gewoon af. Je moet ze eerst natmaken en dan blijven ze hangen. Soms zelfs een paar dagen. De adhesiekrachten tussen de foamdeeltjes en de waterdeeltjes zorgen ervoor dat het figuurtje nat kan gemaakt worden. Het zijn de cohesie tussen de waterdeeltjes die ervoor zorgen dat het speeltje blijft hangen.  Schrijven met krijt op bord en schrijven met hout op bord: Schrijven met krijt op bord laat een mooi spoor van krijtdeeltjes achter. De cohesiekrachten tussen de krijtdeeltjes zijn kleiner dan de adhesiekrachten tussen de krijtdeeltjes en de borddeeltjes. Cohesiekrachten tussen de borddeeltjes zijn groter dan de adhesiekrachten tussen de krijtdeeltjes en de borddeeltjes. Schrijven met hout laat geen spoor achter: cohesiekracht tussen houtdeeltjes zijn groter dan adhesiekracht tussen houtdeeltjes en borddeeltjes.  Handen drogen aan een handdoek en handen drogen aan een plastic zak: Je handen afdrogen aan een plastic zak lukt niet. De adhesiekrachten tussen de vingerdeeltjes en de waterdeeltjes zijn groter dan de adhesiekrachten tussen de waterdeeltjes en de plasticdeeltjes. Aan de handdoek lukt het wel. Nu zijn de adhesiekrachten tussen de doekdeeltjes en de waterdeeltjes groot genoeg om die tussen de handdeeltjes en de waterdeeltjes te overwinnen.  Het spoor van regendruppels op een venster: Als het regent, vormen er zich druppels op het raam. Die druppels zijn het gevolg van de cohesiekrachten tussen de waterdeeltjes. Onder invloed van de zwaartekracht glijden deze druppels naar beneden. Ze blijven aan het raam hangen omdat er adhesiekrachten zijn tussen de glasdeeltjes en waterdeeltjes. Druppels groter = cohesiekracht

 Water heeft een holle meniscus in een proefbuis omdat de adhesiekrachten van glasdeeltjes en waterdeeltjes groter zijn dan de cohesiekrachten van water  Kwik heeft een bolle meniscus want hij probeert zich zoveel mogelijk te sluiten Oppervlaktespanning Proef oppervlaktespanning echt vol en proef oppervlaktespanning muntstuk Proef oppervlaktespanning drijven en zeep Proef oppervlaktespanning penseel Uit deze proefjes volgt: een vrij vloeistofoppervlak gedraagt zich in zekere mate als een elastische vlies  De deeltjes in een vloeistof oefenen op elkaar aantrekkingskrachten uit, de cohesiekracht.  Het is wel zo dat een deeltje aan de ene kant van de vloeistof geen invloed meer voelt van eentje aan de andere kant.  Een deeltje in vloeistof voelt enkel de aantrekkingskrachten van de deeltjes in zijn nabije omgeving. De nabije omgeving heeft de vorm van een bol en wordt de ACTIESFEER genoemd  We onderscheiden nu 2 deeltjes, eentje waarbij de actiesfeer volledig in de vloeistof valt en eentje waarvan de actiesfeer er bovenuit steekt: 1) Actiesfeer valt volledig binnen de vloeistof Voor elk deeltje in deze actiesfeer is er een symmetrisch deeltje zodanig dat de beide aantrekkingskrachten op het centrale deeltje elkaar opheffen. Een deeltje dat zich echt in de vloeistof bevindt, voelt dus nettogewijs geen aantrekkingskrachten aan de andere vloeistofdeeltjes rondom zich. 2) Actiesfeer valt gedeeltelijk buiten de vloeistof Alle deeltjes waarvan een stukje van de actiesfeer boven de vloeistof uitsteekt liggen in de grenslaag. Van zodra de afstand van het deeltje tot het vloeistofoppervlak kleiner is dan de actiestraal is dat het geval. Voor een aantal deeltjes in de actiesfeer is er geen symmetrisch deeltje meer. Dat deeltje zoou zich in het stuk boven het oppervlak moeten bevinden. Daar is echter alleen maar lucht en die deeltjes trekken zich niets aan van de vloeistofdeeltjes. Het is dus alsof er daar niets in zit. Er zijn onder centrale deeltje meer aantrekkende deeltjes dan bovenaan. Het centrale deeltje ervaart dus een nettokracht, naar ondere gericht, of liever, naar de vloeistof gericht.

Hoe dichter het deeltje bij de vloeistofoppervlak ligt, hoe groter deze naar de vloeistof gerichte kracht is. De grootste kracht ondervinden de deeltjes van het vloeistofoppervlak zelf. Een halve actiesfeer ligt in de vloeistof, vol met vloeistofdeeltjes sie het centrale deeltje naar zich toe trekken; een andere helft die volledig buiten de vloeistof ligt en waarin zich enkele luchtdeeltjes bevinden die zich dan nog niets aantrekken van dat centrale deeltje. De vloeistofdeeltjes aan het oppervlak worden dus naar benden getrokken. Maar daar zitten ook deeltjes. Zij zullen dus dichter tegen elkaar geperst worden, wat de elastische eigenschappen verklaart. deeltjes liggen dicht bij elkaar en vormen dus een soort vliesje bv bootsmannetje kan er over lopen. Toevoegen van zeep:  Zorgt ervoor dat de oppervlaktespanning doorbroken wordt. Zeep moleculen hebben een hydrofiele en een hydrofoob kant. Met de hydrofiele kant hechten ze zich vast aan een watermoleculen. Hierdoor zijn de watermoleculen niet meer met elkaar verbonden en is de oppervlaktespanning weg. Capillariteit Proef capillariteit suiker Proef capillariteit keukenrol een capillair = een heel smal buisje. Vloeistof in zo’n buisje kan ofwel hoger staan naarmate het buisje smaller wordt. Dat noemen we capillaire opstijgen en het komt voor als de adhesiekrachten tussen wand- en vloeistofdeeltjes overheersen op de cohesiekrachten tussen de vloeistofdeeltjes. Het omgekeerde kan ook voorkomen bv bij kwik. Dat noemen we capillaire neerdrukking zie proef zeemvel Andere modellen voor materie te gebruiken en beschrijven: - elasticiteit: dat is de eigenschap waarbij vaste voorwerpen vervormd worden en na het loslaten hun oorspronkelijke vorm aannemen. -energiemodel: hierbij wordt het aantrekken en afstoten van de deeltjes voorgesteld door hellingen. Hoogte stelt de energie voor die je nodig hebt om de deeltjes verder bij elkaar of van elkaar te brengen. Laat je los zullen ze terug rollen of blijve liggen. Hoe breder hoe makkelijker terug bij elkaar, hoe dieper hoe moeilijker....