pptx - VOS Instrumenten bv

Report
volume versus druk!
De wet van Boyle
De wet van Boyle
Introductie
Werkboek en foto’s
De fotoknop wordt gebruikt om het scherm vast
te leggen.
Met de werkboek knop worden foto’s en tekst
vastgelegd in het werkboek van de Spark.
De deelknop wordt gebruikt om je
verslag te exporteren of te af te drukken
om je werk in te leveren.
Het pictogram
in je
werkboek is een herinnering
waarvan je een foto hebt
gemaakt. Door het pictogram
aan te klikken komt de foto
bij het antwoord te staan.
Opmerking: je kan een foto
maken van de eerste pagina
van je werkboek en dit dan als
voorblad van je verslag
gebruiken.
De wet van Boyle
Vraagstelling
Bepaal het effect van het volume op de druk van een
afgesloten systeem, dat een vast aantal moleculen bevat bij
een vaste temperatuur.
Een skippy bal bevat een
vast aantal moleculen bij
een vaste temperatuur.
Wat zou er met de druk
gebeuren, als je het volume
liet afnemen door erop te
gaan zitten?
De wet van Boyle
Achtergrond
• Vaste stoffen en vloeistoffen nemen een vaste hoeveelheid ruimte in. Het volume
van gassen kan veranderen .
• De gasmoleculen kunnen worden samengeperst in een kleiner volume en als ze dan
weer in de ruimte worden gelaten vullen ze zich weer helemaal op.
Toets
1. Welke moleculen kunnen in een kleinere ruimte
worden samengeperst?
a) vaste stof.
b) vloeistof.
c) gas.
d) vaste stof, vloeistof en gas.
Het fotootje in je werkboek
is een herinnering van de
pagina waarvan je een foto
hebt gemaakt en om het in
je werkboek in te voeren.
Druk op
om de foto te
maken.
De wet van Boyle
Achtergrond
• De mogelijkheid die gassen hebben om de hoeveelheid ruimte , die zij innemen te
veranderen, wordt verklaard in de kinetische gastheorie.
• Deze theorie neemt aan:
o Gassen kunnen gezien worden als harde
bolletjes, die zover uit elkaar zijn, dat ze
geen volume innemen.
o Gasmoleculen bewegen zich in rechte lijnen
voort, totdat ze op elkaar of tegen de wand
botsen en ze van richting moeten
veranderen.
o De bewegingen van gasmoleculen zijn
willekeurig en botsingen zijn elastisch: ze
winnen noch verliezen energie bij
botsingen.
Toets
2. Volgens de theorie liggen de gasmoleculen zover
uiteen dat ze __________ van de ruimte waarin
ze zitten innemen.
a) 70%
b) 50%
c) 30%
d) 0%
gasmoleculen
De wet van Boyle
Achtergrond
• Een gas dat zich volgens de regels gedraagt heet een ideaal gas. Hoewel een
ideaal gas niet bestaat, gedragen veel gassen onder vele omstandigheden van
temperatuur en druk zich wel als een ideaal gas.
• Ideale gassen houden zich aan vele wetten, waaronder de wet van Boyle, die
beschrijft hoe druk (P) en volume (V) van een gas samenhangen bij een constante
temperatuur (T).
kracht
2N
oppervlakte
Druk is een gemiddelde kracht op een oppervlak.
Gasmoleculen oefenen die kracht uit als ze tegen de
wand van het vat waarin ze zitten botsen.
100ml
500ml
Volume is de ruimte die stoffen innemen.
De wet van Boyle
Veiligheid
• Volg alle regels voor een veilig practicum nauwlettend op.
• Druk de lucht in je injectie spuit niet teveel samen, zodat
je je niet kunt verwonden..
De wet van Boyle
Materialen en benodigdheden
Verzamel alles wat je nodig hebt voordat je met je experiment begint:
• absolute druksensor
• verlengkabel voor de sensor
• plastic injectiespuit van 20 of 60ml
• een stukje slang, 1-2cm
• snelkoppeling
• 2 tot 3 druppels glycerine
Zet in de juiste volgorde
A. Verbind de
injectiespuit, gevuld
met 20ml lucht, met
de absolute
druksensor.
B. Bereken de
gemiddelde druk bij
elk volume en
gebruik deze
waarden om de
relatie tussen P en V
te bepalen.
C. Noteer de
absolute druk (P) bij
20ml, 18ml, 16ml,
14ml, 12ml, 10ml,
8ml, en 6ml.
D. Verzamel nog 2
sets meetwaarden
voor de absolute
druk (P) voor elk van
de volumes (V).
De stappen links maken deel
uit van het practicum. Ze staan
echter niet in de juiste
volgorde. Zet alle stappen in
de juiste volgorde en maak een
foto.
Voorspelling
Vr.1: Wat zal er gebeuren met
de druk (P) in de spuit als
je het volume (V) verlaagt?
Teken je voorspelling in de
grafiek in*.
*Voorspelling tekenen:
1. Druk op
om het palet te
openen.
2. Druk op
en gebruik je
vinger om de lijn te
tekenen.
3. Druk op
als je klaar bent
4. Maak je een vergissing,
druk dan op
om de lijn te
wissen.
De wet van Boyle
Opstelling
1. Verbind de absolute druksensor met de verlengkabel aan de Spark.
verlengkabel
absolute druksensor
Opstelling
2. Verbind de injectiespuit met behulp van een
stukje slang aan de snelkoppeling. Gebruik zo
nodig een druppel glycerine om het beter te
laten glijden.
spuit
slang, 1-2cm
druppel glycerine
snelkoppeling
druppel glycerine
Vr.2: Wat is de onafhankelijke
variabele in dit experiment
en in welke eenheden
wordt die uitgedrukt?
Opstelling
3. Vul de injectiespuit met 20ml lucht.
4. Plaats de snelkoppeling op de absolute
druksensor en draai deze in de richting van de
wijzers van de klok totdat hij vastklikt.
drukpoort
snelkoppeling
Vr.3: Wat is de afhankelijke
variabele in dit experiment
en in welke eenheden
wordt die uitgedrukt?
Meten
1. Druk op
om de meting te
starten.
2. Zet het volume van de spuit
op 20ml.
3. Wanneer de waarde niet
meer verandert , druk dan
op
om de druk vast te
leggen.
4. Herhaal de stappen 2 en 3,
maar nu met het volume van
de spuit samengedrukt tot
18ml, 16ml, 14ml, 12ml,
10ml, 8ml and 6ml.
5. Druk op
om de meting
te stoppen.
6. Maak met de snelkoppeling
de spuit los van de sensor.
7. Vul de spuit weer tot 20ml
en bevestig hem opnieuw
aan de sensor.
8. Druk op
om de meting
opnieuw te starten.
9. Druk de spuit weer in tot de
opgegeven volumes en
wanneer de waarde niet
meer veandert, druk dan
op
om de druk vast te
leggen.
10.Druk op
om de meting
opnieuw te stoppen.
Vr.4: Bij welk volume wordt het Vr.5: Wat veroorzaakt de druk Vr.6: Waarom moet je de
moeilijk de spuit in te
in de spuit?
meting een aantal keren
drukken? Waarom?
herhalen?
11.Maak met de snelkoppeling
de spuit weer los van de
sensor.
12.Vul hem weer tot 20ml en
bevestig hem opnieuw aan
de sensor.
13.Druk op om de derde
meting te starten.
14.Druk de spuit weer in tot de
opgegeven volumes en
wanneer de waarde niet
meer verandert, druk dan
op
om de druk vast te
leggen.
15.Druk op
om de meting
te stoppen.
Gegevensverwerking
1. Bereken de gemiddelde druk
voor elk volume. Noteer de
gemiddelden.*
P
P1  P2  P3
3
*Gegevens invoeren:
1. Druk op
om het palet te
openen.
2. Druk op
selecteer
vervolgens een cel in delijst.
Deze zal geel oplichten..
3. Druk op
om het
toetsenbord scherm te
opernen.
Gegevensverwerking
2. Beschrijf wat er gebeurt in
de grafiek. Hoe kan de
verhouding tussen druk en
volume op wiskundige wijze
worden weergegeven?
Gegevensverwerking
3. Bereken voor elke meetserie
de constante k.*
P×V= k
De wet van Boyle!
*Gegevens invoeren:
1. Druk op
om het palet te
openen.
2. Druk op
selecteer
vervolgens een cel in de lijst.
Deze zal geel oplichten.
3. Druk op
om het
toetsenbordscherm te
openen.
Gegevensverwerking
4. Wat is de k voor lucht?
Bepaal het gemiddelde voor
deze k’s, die je hebt
gevonden bij elk volume bij
alle drie meetseries.
Gegevensverwerking
5. Pas een lineaire fit toe op de
curve van constante k versus
het volume*.
*maken van een curve fit:
1. Druk op
om het palet te
openen.
2. Druk op
om het curve fit
scherm te openen.
3. Druk op naam van de fit die
je wilt gebruiken.
De wet van Boyle
Gegevensverwerking
6. De grafiek op de vorige pagina toont de waarde van k versus het volume.
Voor een ideaal gas zou de waarde k constant moeten zijn voor alle volumes.
Is dat hier zo en waarom?
De wet van Boyle
Analyseren
1. Zijn druk en volume recht of omgekeerd evenredig met elkaar? Hoe
kun je dat weten? Gebruik de gegevens uit je metingen.
De wet van Boyle
Analyseren
2a. In welk gebied op de druk versus volume curve gedraagt lucht zich als een
ideaal gas en waar juist niet?
2b. Wat is het verschil tussen een ideaal gas en een reёel gas?
De wet van Boyle
Analyseren
3. Bereken de druk die je zou verwachten in de injectiespuit bij een volume van
15ml. Leg je werk vast.
De wet van Boyle
Samenvatting
1. Leg uit waarom mogelijk is om de wet van Boyle zowel als PV = k als
P1V1 = P2V2 te schrijven.
De wet van Boyle
Samenvatting
2. Een helium ballon wordt opgelaten in de atmosfeer. Hoe hoger
hij komt hoe meer de omliggende luchtdruk afneemt.
Wat verwacht je dat er gaat gebeuren met het volume van de
ballon? Leg uit.
De wet van Boyle
Samenvatting
3. Hoe zou je het experiment zo kunnen veranderen, dat de resultaten meer op die
van een ideaal gas zouden lijken?
De wet van Boyle
Samenvatting
4. Een cilinder met 250ml gas heeft een druk van 350kPa. Wat zou de druk worden
als het werd samengedrukt tot een volume van 45ml. Leg je werk vast.
Opmerking: gebruik P1V1 = P2V2.
Meerkeuzevraag
1. Bij kamertemperatuur gedraagt lucht zich als een
ideaal gas bij _______________.
a) lage Druk.
b) hoge druk.
c) elke druk.
d) geen enkele druk.
Meerkeuzevraag
2. Onder welke omstandigheden zal het volume
afnemen?
a) Een toename van de hoeveelheid gas.
b) Een toename van de temperatuur.
c) Een toename van de druk.
d) Een afname van de druk.
meerkeuzevraag
3. Bij een constante temperatuur is de verhouding
tussen het volume (V) en de druk (P) van een gas
___________.
a) V = (constante) x P
b) P = (constante) x V
c) P x V = constant
d) V/P = constant
Meerkeuzevraag
4. Welke grafiek laat de relatie tussen druk en het
volume van stikstofgas bij een constante
temperatuur zien ?
Verdamping van
vloeibare stikstof
Meerkeuzevraag
5. Een cilinder met 3.0l gas heeft een druk van 120
kPa. Wat zou het volume worden als de druk
toenam tot 240 kPa?
a) 1,5l
b) 3,0l
c) 4,5l
d) 6,0 l
De wet van Boyle
Gefeliciteerd!
Je hebt je onderzoek klaar.
Volg de instructies van de docent op om alles op te ruimen en de resultaten
van het onderzoek door te geven.
De wet van Boyle
Naslag
1.BOYLE'S LAW DIAGRAM: http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Boyles_Law_animated.gif
2.YOGA LADY http://www.freeclipartnow.com/recreation/sports/fitness/yoga.jpg.html
3.PURPLE BALLOON http://www.freeclipartnow.com/recreation/partying/balloon-purple-aj.jpg.html
4.HOT AIR BALLOON: http://www.openstockphotography.org/image-licensing/balloon/Hotairballoonstockholm.jpg

similar documents