Nova Nask MAX 2021 deel A - Hoofdstuk 3 - Water oefentoetsen & antwoorden

Water kan voorkomen in de volgende drie toestanden:Vaste stof, zoals ijs.Vloeistof, zoals vloeibaar water.Gas, zoals waterdamp.Het meetbereik is het verschil tussen de hoogste en de laagste temperatuur die je met een thermometer kunt meten.Een voorbeeld van de fase-overgang “rijpen” is de bevriezing van waterdamp op bijvoorbeeld boomtakken en grassprieten.Je kan het vriespunt of het smeltpunt van water verlagen door een geschikte stof aan het water toe te voegen. Denk bijvoorbeeld aan antivries in een automotor of het strooien van zout. Niet waar, in een vaste stof hebben moleculen een vaste plaats. In een vloeistof en in een gas hebben moleculen geen vaste plaats.Niet waar, een vloeistofthermometer moet je aflezen door gebruik te maken van de schaalverdeling langs de stijgbuis. Op een digitale thermometer kan je de temperatuur aflezen op een klein scherm.Waar.Niet waar. Bijna elke zuivere stof heeft een eigen, kenmerkend kookpunt. Een mengsel heeft een kooktraject (de temperatuur van het mengsel blijft niet constant). Zie onderstaande tabel.GasvormigVloeibaarVaste stofPlaats moleculenBewegen volledig los van elkaarBewegen in alle richtingenVaste plaatsSnelheid moleculenHoogste snelheidHoge snelheidTrillen op hun plekToelichting:In een vaste stof hebben alle moleculen een eigen, vaste plaats. Ze staan niet helemaal stil: ze trillen voortdurend heen en weer. Hierdoor raken ze hun vaste positie ten opzichte van andere moleculen niet kwijt.In een vloeistof hebben moleculen geen vaste plaats. Ze bewegen voortdurend in alle richtingen langs elkaar heen en zijn niet gebonden aan een vaste plaats.In een gasvormige stof bewegen de moleculen volledig los van elkaar. Ze verspreiden zich meteen over de ruimte waar het gas in zit. De moleculen van een gasvormige stof hebben de hoogste snelheid.De moleculen van een kristal (een vaste stof) zijn allemaal hetzelfde en trillen op hun plek. Je kan de moleculen daardoor op een regelmatige manier ‘stapelen’. Zo ontstaat er een kristalrooster, waarin elk molecuul een vaste plaats heeft. Het is belangrijk om de temperatuur te meten, omdat je gevoel voor warm en koud niet erg betrouwbaar is. Als het bijvoorbeeld waait, lijkt het kouder dan het in werkelijkheid is. Echter is de temperatuur niet veranderd. Als het warmer wordt, dan zal de vloeistof in de thermometer gaan uitzetten. De vloeistof stijgt in het buisje.Zie onderstaande afbeelding.Bron: Gemaakt met CanvaEen voordeel van een digitale thermometer is dat de digitale thermometer snel en nauwkeurig een getal weergeeft. Zie onderstaande tabel.SituatieFase-overgangJe stapt net onder de douche vandaan. De spiegel is beslagen.CondenserenJe laat een ijsje in de zon liggen. Het verandert langzaam in een plasje.SmeltenEr komt een wolkje rook van een geurblokje op je kamer, zonder dat het eerst vloeibaar wordt.SublimerenJe giet cola met ijs in een glas en er ontstaan druppels aan de buitenkant van het ijs.CondenserenJe zet een pan soep in de vriezer en de volgende dag is het een ijsklont.Stollen Het smeltpunt van de stof is 35 °C; het kookpunt van de stof is 70 °C.De temperatuur stijgt niet tijdens het smelten, omdat de stof de toegevoegde warmte gebruikt om van fase te veranderen (niet om warmer te worden). (Zo wordt in het geval van stearinezuur in het boek de toegevoegde warmte gebruikt om alle stearinezuur te smelten.)Een zuivere stof heeft een duidelijk, vast smelt- en kookpunt (in de grafiek zie je een horizontale lijn). Bij een mengsel zie je geen scherpe horizontale lijnen, maar een traject waarin de temperatuur geleidelijk verandert. CO is een gas, dus de moleculen CO bewegen los van elkaar en met een hoge snelheid. Daardoor verspreiden de CO-deeltjes zich snel en ongemerkt door de hele ruimte. Het water in de pan is een vloeistof, dus het water is in een vloeibare fase.Als het water kookt en stoom wordt, dan is er sprake van verdamping (van vloeibaar naar gas). De thermometer geeft een temperatuur aan van tussen de 50 °C en 55 °C.Toelichting:Meet de afstand tussen het nulpunt (0 °C) en het honderdpunt (100 °C). Verdeel de afstand tussen deze twee punten met streepjes in tien gelijke delen. Tussen de streepjes zit dan steeds een verschil van 10 °C.De vloeistof zit net boven de 50 °C, maar onder de helft tussen de 50 °C en 60 °C. De temperatuur zit dus tussen de 50 °C en 55 °C. Op je brillenglazen vindt de fase-overgang “condensatie” plaats: de waterdamp in de lucht verandert in vloeibaar water op het koude brillenglas.Je brillenglazen beslaan binnen, omdat het in het tropische regenwoud warm en vochtig is. De brillenglazen zijn buiten nog koud. Als de warme, vochtige lucht in contact komt met het koude glas, koelt de waterdamp af en condenseert tot kleine druppels.De föhn blaast warme lucht over het brillenglas. Het glas wordt warmer, waardoor nieuwe condensatie wordt voorkomen, omdat de temperatuur van het oppervlak stijgt.Een doekje verwijdert wel de waterdruppels, maar koelt het glas niet af. Daardoor kan er opnieuw condens ontstaat als de bril weer in contact komt met de warme, vochtige lucht. Zie onderstaande grafiek.Toelichting: Om de grafiek op de juiste manier te tekenen:Op de horizontale as zet je de gegevens van de tijd (in minuten); op de verticale as zet je de gegevens van de temperatuur (in °C).Weet je geen handige afmetingen voor de assen? Begin dan met het tekenen van assen van elk 10 cm lang.Deel de verticale en horizontale as op een logische manier in.Gebruik stappen van 2 op de horizontale as (tijd).Gebruik stappen van 10 op de verticale as (afstand).Zet een kruisje op de juiste plekken in het diagram volgens de tabel.Teken een lijn door alle kruisjes in de grafiek.Vergeet niet om een passende titel boven het diagram te zetten!Teken altijd netjes met een potlood (dan kan je het altijd nog uitgummen) en een liniaal of geodriehoek!Het kookpunt van de vloeistof is 78 °C.Het gaat om de vloeistof ethanol: deze heeft een kookpunt van 78 °C.