MacroScoop 4.2 - Leerwerkboek

Page 1

IN

VA N

©


IN

N

VA

©


macro scoop

IN

4

Marleen Chalmet Bart Vanopré

©

VA

N

Christina Wauters


IN

N

VA

©


Werken met MacroScoop diddit het onlineleerplatform bij MacroScoop

IN

Inhoud 4 6

1 Hoe stel je krachten voor? 2 Krachten werken samen of tegen elkaar 3 Kun je krachten optellen? 4 Newton en zijn wetten 5 Krachten en verkeer

137 141 146 150 159

ASPECTEN VAN EEN CHEMISCHE REACTIE 169

N

PERIODIEK SYSTEEM 7 1 Historische ontwikkeling 9 2 Opbouw van het periodiek systeem 12 Aan de slag met het periodiek systeem 18 3

KRACHT EN VERANDERING VAN BEWEGING 135

OMZETTING EN TRANSPORT VAN ENERGIE 27

1 Wat is een chemische reactie? 171 2 Reactievergelijkingen 175 3 Wet van behoud van massa 182 4 Endotherme en exotherme reacties 187

VA

1 De grootheid energie 29 2 Energieomzettingen 31 3 Potentiële en kinetische energie 35 4 Rendement bij energieomzettingen 40 5 Energiezuinige en duurzame systemen 46

DRUK EN GELUID 201

ROL VAN MICRO-ORGANISMEN 59

1 Diversiteit in micro-organismen 2 Positieve rol van micro-organismen 3 Bestrijden van schadelijke micro-organismen 4 Parasieten, een bijzonder geval

61 74 78 84

1 Wat is druk? 203 2 Druk bij vloeistoffen 209 3 Druk bij gassen 218 4 Geluid 224

VOORTPLANTING 243

WARMTE EN TEMPERATUUR 93

©

1 Verband tussen warmte en temperatuur 95 2 Thermische energie en warmtebalans 101 Warmtehoeveelheid 104 3 Warmte vasthouden 107 4

1 Even opfrissen 245 2 Van cel tot foetus 249 3 Gezondheidszorg 256

WOORDENLIJST

265

INTERPRETEREN VAN FORMULES 119

1 Moleculen en atomen 121 2 Molecuulformules 124

INHOUD

3


WERKEN MET MACROSCOOP Welkom (terug) bij MacroScoop. We leggen graag even uit hoe je met dit leerwerkboek aan de slag gaat. 1

Op weg met MacroScoop Het leerwerkboek bestaat uit 9 thema’s. Elk thema is op dezelfde manier opgebouwd. Elk thema start met enkele foto’s die te maken hebben met dit thema. Je vindt ook een handig overzicht van de hoofdstukken.

IN

Rol van microorganismen

Micro-organismen

bacteriën virussen

schimmels

wieren

We starten elk thema met een WOW!. Op deze Wow!-pagina kijk je eerst zelf naar wat je al weet over dit thema. Daarna is er de keuze tussen verschillende interessante items. Ten slotte is er ruimte voorzien om te noteren wat je wilt te weten komen over het thema.

eencelligen

1 DIVERSITEIT IN MICRO-ORGANISMEN 2 POSITIEVE ROL VAN MICRO-ORGANISMEN 3 BESTRIJDEN VAN SCHADELIJKE MICRO-ORGANISMEN 4 PARASIETEN, EEN BIJZONDER GEVAL

Wat weet ik al over dit thema?

1

2

Moet je je sportkleren wassen na elke work-out?

de toestemming van gereproduceerd met te maken - dit artikel werd het voorwerp uit Bron: HLN.be - 20/06/2018 hergebruik dient info@ voorbehouden. Elk hap License2Publish: uitgever, alle rechten de beheersvennootsc toestemming van van een specifieke e. license2publish.b

3

Tijd voor eerlijkheid: hoe vaak was jij je sportkleren? Na elke work-out? Na een paar bezoekjes aan de sportschool? Wanneer je kleren een luchtje beginnen te krijgen? Feit is dat er geen regel bestaat die zegt hoe vaak je je sportkleren moet wassen. Al zijn er natuurlijk wel enkele richtlijnen.

Bron: HLN.be - 30/09/2019 - dit artikel werd gereproduceerd met toestemming van de uitgever, alle rechten voorbehouden. Elk hergebruik dient het voorwerp uit te maken van een specifieke toestemming beheersvennootschap License2Publish: info@license2publish.be.van de

N

Wat wil ik nog te weten komen?

! a h A Aha!

SCHEMA

micro-organismen

kleiner dan

(nm)

bouw:

tot

met

, de

delen: nucleïnezuur

en

eventueel de omringende

: met gastcel

kunnen niet/wel bestreden worden met of

immunisatie

groter dan

(µm)

bouw: eencellig organisme met

: door te delen

;

kunnen niet/wel bestreden worden met opletten voor

meestal onschadelijk, ook in het lichaam aanwezig =

bouw: eencellig of meercellig organisme

: ongeslachtelijke vermenigvuldiging

(

of

)

of geslachtelijke voortplanting

35

©

AHA!

teSt JeZeLF 1

2

Teken de krachten die werkzaam zijn tijdens de getoonde activiteit. Tijdens het touwtrekken wordt er aan beide zijden van het touw even hard getrokken.

De Checklist is een opsomming van de doelen waaraan je in het thema hebt gewerkt. Je gaat bij jezelf na welke doelen je denkt bereikt te hebben, of waaraan je nog moet werken. Als je twijfelt, dan ga je terugkijken in het thema. De Checklist kun je ook op diddit invullen.

Welke eigenschappen heeft de getekende kracht? Aangrijpingspunt:

Grootte:

Richting: Zin:

Fhb(1000N)

72

4

3

Je kunt een slee gemakkelijker trekken in de sneeuw dan op het gras. Geef hiervoor een verklaring.

4

Hoe kun je een voorwerp in beweging brengen rekening houdend met de duwkracht, de wrijvingskracht en de schuifkracht?

5

Teken de resulterende kracht met de parallelmethode in de onderstaande situatie.

Kracht en verandering van beweging

WERKEN MET MACROSCOOP

.

Rol van micRo-oRganismen

Voor je verder gaat oefenen, bekijk je eerst de AHA!. Hier vind je de synthese van het thema en een checklist. In de thema’s zie je verschillende manieren om een synthese te maken: mindmap, schema en samenvatting. In het boek staat steeds één manier. Bij het onlinelesmateriaal vind je de andere twee manieren. Gaandeweg vul je de syntheses steeds verder zelf aan zodat je op het einde van het vierde jaar zelfstandig een synthese kunt opstellen.

VA

=

Ontdek deze en nog andere opties op

8

Je kunt in het onderdeel Test jezelf verder oefenen. Je leerkracht beslist of je de oefeningen op het einde van het thema maakt of doorheen de lessen. Op diddit vind je bovendien nog meer oefeningen terug.

cHecKlisT helemaal begrepen

Wat ken/kan ik?

pg.

9

Ik kan het begrip ‘micro-organisme’ definiëren.

9, 10

Ik weet dat ‘micro-organismen’ een overkoepelende term is.

9, 10

Ik kan bacteriën en schimmels herkennen onder de microscoop.

14, 15

Ik kan virussen, bacteriën en schimmels van elkaar onderscheiden op basis van hun bouw.

14-18, 20

Ik kan virussen, bacteriën en schimmels van elkaar onderscheiden op basis van hun voortplanting.

18, 20

Ik ken het vakgebied van de microbiologie.

10

Ik kan voorbeelden opsommen van de rol van micro-organismen in verschillende domeinen.

17, 19, 22, 23, 25

Ik weet hoe micro-organismen ons voedsel kunnen besmetten.

11, 19

Ik weet dat hygiëne heel belangrijk is bij het voorkomen van de verspreiding van micro-organismen.

11, 12

Ik begrijp de werking van antibiotica.

26

Ik ken het verschil tussen breed- en smalspectrumantibiotica.

26

Ik kan het effect van antibiotica op bacteriën uitleggen.

26, 27

Ik kan verklaren hoe antibioticaresistentie ontstaat.

26, 27

Ik kan het belang van een microbioom bespreken aan de hand van enkele voorbeelden.

22

Ik begrijp het belang van vaccinatie.

28

Ik ken het verschil tussen passieve en actieve immunisatie. Je kunt deze checklist ook op

36

hier kan ik nog groeien

Ik kan micro-organismen herkennen op basis van een beschrijving.

Rol van micRo-oRganismen

invullen bij je Portfolio.

30


Interessant om weten Bacteriën planten zich voort door zich in twee te delen. In optimale omstandigheden kunnen sommige bacteriën zich elke twintig minuten delen.

Handig voor onderweg

2

Even rekenen? Na 1 uur zijn er dan al 8 bacteriën. Na 2 uur zijn er dat 64. Na 3 uur zijn er 512 bacteriën. … Na 6 uur is het aantal bacteriën toegenomen tot meer dan 250 000. Geen wonder dat ze ons zo snel ziek kunnen maken.

In de loop van elk thema word je ondersteund door een aantal hulpmiddelen. Fig. 1.5

audio

We zetten doorheen het thema de belangrijkste zaken op een rijtje in deze rode kaders. Via de QR-code kun je de kenniskaders ook beluisteren.

De term micro-organismen (of microben) is een verzamelnaam voor organismen die erg klein zijn. Ze zijn niet te zien met het blote oog. In de microbiologie worden die organismen bestudeerd: o.a. bacteriën, virussen en schimmels. In de medische wereld worden virussen bij de micro-organismen gerekend, omdat het ziekteverwekkers zijn, maar eigenlijk zijn het geen echte micro-organismen. audio

Test jezelf: oefeningen 1 en 2

Ze Zitten overaL! Overal om je heen zitten micro-organismen: in de lucht, op je huid, in je mond, op je voedsel … Ze zitten werkelijk overal.

Een Interessant om weten is een klein blokje extra informatie om jouw interesse nog meer aan te wakkeren. Je kunt de informatie ook beluisteren via de QR-code.

IN

Interessant om weten

Fig. 2.10

13

Vaktaal en moeilijke woorden vallen op door de stippellijn. Achteraan het boek zijn die woorden opgenomen in de Woordenlijst, waar je de verklaring van de woorden vindt.

N

Door de vooruitgang van de wetenschap worden steeds betere sportprestaties bereikt. Door bijvoorbeeld het verlagen van de weerstandskracht, is het mogelijk om grotere snelheden te ontwikkelen. – In de zwemsport zijn er badpakken ontworpen die de weerstand met het water verlagen en leren de atleten om een gestroomlijnde houding aan te nemen. – Wielrenners dragen tijdens een tijdrit een speciale helm en liggen bijna met het hoofd 1 Diversiteit in micro-organismen op het stuur om zo weinig mogelijk wind op te vangen. – Racewagens worden getest in windtunnels om na te gaan of de vorm van de auto audio voldoende aerodynamisch is.

Fig. 2.11

Fig. 2.12

Er werken twee krachten in op een ondersteund of opgehangen voorwerp.

Het gewicht (Gje ) is een de kracht die een voorwerp uitvoert, uitoefent op zijnvolg steun. je telkens 7 stappen die worden aangeduid Wanneer onderzoek → – De normaalkracht (F ) is de kracht die de steun loodrecht uitoefent op het voorwerp. met de volgende iconen: –

n

VA

De wrijvingskracht (Fw) is de kracht die overwonnen moet worden om het voorwerp te verplaatsen over zijn steun. Hoe ruwer de oppervlakten, hoe hoger de wrijvingskracht. Als je een ondersteund voorwerp wilt verplaatsen, zul je een duw- of trekkracht moeten uitoefenen op het voorwerp.

Onderzoeksvraag

Besluit

Werkwijze

⟶ Als de duwkracht kleiner of gelijk is aan de wrijvingskracht: Fhd < of = Fw, dan is er geen resterende schuifkracht en komt het voorwerp niet in beweging. ⟶ Als de duwkracht groter is dan de wrijvingskracht: Fhd > Fw, dan is er wel een resterende schuifkracht en dan komt het voorwerp in beweging.

Hypothese

Reflectie

Waarneming

Benodigdheden

Test jezelf: oefeningen 3 en 4

audio

De volgende iconen Het beeldfragment dat hierbij hoort, vind je online terug. helpen je ook een Ook al is er uiterlijk nietsnog merkbaar, toch werken er tal van krachten in op voorwerpen. eind op weg: Als je dit icoon ziet, dan vind je op diddit een ontdekplaat terug.

©

Je ZIet Ze nIet, maar Ze ZIJn er wel

Als je dit icoon ziet, dan vind je extra materiaal terug op diddit. Met een QR-code kun je verschillende zaken ontsluiten met je smartphone: de risicoanalyse bij een onderzoek, een oefening, een video, een artikel ... 2 Krachten werKen samen of tegen elKaar

3D

51

Bij dit icoon hoort een 3D-beeld. Je kunt het beeld bekijken door het in te scannen via de app op je smartphone. Gebruik de QR-code hiernaast om de app te installeren. 3d-beeld

werken met MACROSCOOP

5


MacroScoop EN DIDDIT

IN

Het onlineleerplatform bij MacroScoop

Materiaal Hier vind je het lesmateriaal en de online-oefeningen. Gebruik de filters bovenaan, de indeling aan de linkerkant of de zoekfunctie om snel je materiaal te vinden.

N

Lesmateriaal Hier vind je het extra lesmateriaal bij MacroScoop, zoals video’s, audio’s, pdf's, ontdekplaten … Oefeningen • De leerstof kun je inoefenen op jouw niveau. • Je kunt hier vrij oefenen.

VA

Opdrachten Hier vind je de opdrachten terug die de leerkracht voor jou heeft klaargezet. Evalueren Hier kan de leerkracht toetsen voor jou klaarzetten.

Meer info over diddit vind je op www.vanin.diddit.be/nl/leerling.

©

Resultaten Wil je weten hoever je al staat met oefenen, opdrachten en evaluaties? Hier vind je een helder overzicht van je resultaten.

Portfolio Hier kun je je eigen vaardigheden en kennis inschatten. Je leerkracht geeft vervolgens feedback op jouw zelfevaluatie – zodat je weet waar je nog extra op kunt oefenen – en kan op basis daarvan ook opdrachten geven. E-book Het e-book is de digitale versie van het leerwerkboek. Je kunt erin noteren, aantekeningen maken, zelf materiaal toevoegen ...

6

DIDDIT

DIDDIT

1


©

VA

N

IN

periodiek systeem

© Imageselect

1 HISTORISCHE ONTWIKKELING 2 OPBOUW VAN HET PERIODIEK SYSTEEM 3 AAN DE SLAG MET HET PERIODIEK SYSTEEM


Wat weet ik al over dit thema?

1

IN

N

© Technopolis

©

(FOTO: © ResourCity VITO)

VA

2

Wat wil ik nog te weten komen?

Bron: Het Nieuwsblad

Ontdek deze en nog andere opties op

8

periodiek systeem

.


1 HISTORISCHE ONTWIKKELING Hoe kwam Mendelejev tot ‘zijn periodiek systeem’? 1

In het thema over atoombouw heb je het verschil ontdekt tussen een atoom en een element. Om die elementen op te zoeken heb je gebruikgemaakt van de bijlage met het periodiek systeem.

Op welke manier is de vroege chemie (of scheikunde) ontstaan?

b

In de beginperiode van de geschiedenis zijn filosofen ervan overtuigd dat alles terug te brengen is tot de vier oerelementen. Welke elementen worden daarmee bedoeld?

c

N

a

IN

De opbouw van het periodiek systeem was een werk van lange adem. Het illustreert dat de mens steeds op zoek is naar modellen om te ordenen. Bekijk de video bij het onlinelesmateriaal en beantwoord de vragen.

Die denkwijze bleef ongeveer tot in de 18de eeuw bestaan. Welke wetenschapper bracht nieuwe inzichten aan en wat verkondigde hij?

VA

d

Hoe en in welk jaar werd de tabel van Mendelejev ‘geboren’?

e

De tabel van Mendelejev wordt ook anders genoemd. Hoe?

De tabel wordt weleens vergeleken met het alfabet. Geef daarvoor twee verklaringen.

©

f

1 historische ontwikkeling

9


g

Beschrijf de opbouw van het periodiek systeem.

h

Hoe noem je de verticale verdelingen in het periodiek systeem?

2

Dmitri Mendelejev was een belangrijke wetenschapper. Hij kende slechts 62 elementen, maar slaagde er toch in om een mooie rangschikking te maken. In 2019 bestond zijn tabel 150 jaar.

IN

Zoek op het internet informatie over Mendelejev en vul zijn ‘identiteitskaart’ in.

N

In het periodiek systeem staat een element dat naar hem genoemd is. Over welk element gaat het?

Geboren: Overleden:

VA

Nationaliteit:

Bereken de samenstelling van het atoom.

Medische gegevens:

Gezinssituatie:

Fig. 1.1

©

3 Het huidige periodiek systeem is geëvolueerd uit het oorspronkelijke denkwerk van Mendelejev. Zijn gedachtegoed is nog steeds heel goed herkenbaar. Vandaar dat de begrippen ‘periodiek systeem van de elementen’ en ‘tabel van Mendelejev’ heel vaak door elkaar worden gebruikt, bijna als synoniemen. Vergelijk het periodiek systeem achteraan in het boek met de oorspronkelijke tabel van Mendelejev op de afbeelding op de volgende pagina. a

Welke gelijkenissen zie je?

10

periodiek systeem


b

Noteer drie verschilpunten tussen de tabellen.

N

IN

© Imageselect

Fig. 1.3

Fig. 1.2

VA

Interessant om weten

©

Toen Dmitri Mendelejev zijn versie van het periodiek systeem opstelde, haalde hij zijn inspiratie voor een groot stuk bij zijn favoriete kaartspel ‘Patience’ omdat het een mooie ordening heeft.

audio

Fig. 1.4

Net zoals het atoommodel is ook het periodiek systeem (gebaseerd op de tabel van Mendelejev) het resultaat van meer dan 150 jaar wetenschappelijk onderzoek. Met het model slaagden wetenschappers erin om de elementen te ordenen. audio

Hoe kwam Mendelejev tot ‘zijn periodiek systeem’? Het verhaal wil dat Mendelejev zijn tabel in een droom tevoorschijn zag komen.

1 historische ontwikkeling

11


2 OPBOUW VAN HET PERIODIEK SYSTEEM Hoe lees je het periodiek systeem verticaal? 1

In het vorige hoofdstuk leerde je dat elementen met gelijkaardige chemische eigenschappen in het periodiek systeem onder elkaar geplaatst worden.

IN

Met een demoproef over de metalen kalium en natrium ontdek je wat er bedoeld wordt met gelijkaardige chemische eigenschappen. Noteer het symbool voor natrium en voor kalium.

Onderzoek 1 – DEMOPROEF 1

ONDERZOEKSVRAAG

2 HYPOTHESE

VA

N

3 BENODIGDHEDEN

©

kalium natrium water mes twee porseleinen kroesjes bunsenbrander driepikkel draadnet twee bekerglazen (500 ml) labotang

Veiligheidsinstructie experiment in trekkast uitvoeren dragen van veiligheidsbril, labojas en handschoenen verplicht

H260/261, H314 P422, P402/404, P370/378

4 WERKWIJZE 1 2 3 4 5 6 7

12

periodiek systeem

Snijd zowel van natrium als van kalium een klein (maximaal 1/8 cm3) stukje af. Leg de beide stukjes metaal met de labotang apart in de porseleinen kroesjes. Zet de kroesjes op het draadnet op de driepikkel. Verwarm met de bunsenbrander. Vul de beide bekerglazen voor de helft met water. Snijd opnieuw een klein stukje natrium en kalium af. Leg de metaalstukjes met de labotang elk apart in de gevulde bekerglazen.


5 WAARNEMING a Wat zie je op het snijvlak bij stap 1?

b Wat gebeurt er met de metaalstukjes bij stap 4?

c Wat gebeurt er als de metalen in water gebracht worden bij stap 7?

6 BESLUIT

IN

De beide metalen reageren op een gelijkaardige manier.

– Ze reageren heftig met .

– Ze allebei bij verwarmen. 7 REFLECTIE

N

Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

Gebruik het internet om de H- en P-zinnen bij het experiment voluit te schrijven.

VA

H260 H261 H314 P422

P402/404

©

P370/378

Verklaar waarom je dit experiment als leerling niet zelf mag uitvoeren.

Waarom moeten natrium en kalium onder petroleum gestockeerd worden?

2 opbouw van het periodiek systeem

13


Interessant om weten Kalium en natrium zijn mineralen die heel belangrijk zijn voor de werking van het menselijk lichaam. Natrium is erg belangrijk bij de regeling van de waterhuishouding. Dat wil zeggen dat natrium ervoor zorgt dat er voldoende water in het lichaam vastgehouden wordt. Natrium is onder andere terug te vinden in keukenzout. Kalium speelt een rol bij de overdracht van prikkels in de zenuwcellen. Kalium komt in de meeste plantaardige producten voor.

Fig. 2.1

IN

Figuur 2.1 toont de meest voorkomende mineralen in voeding.

audio

2

Door de elementen met gelijkaardige eigenschappen onder elkaar te rangschikken, worden ze in groepen ondergebracht.

1

2,2

N

Hieronder zie je die rangschikking voor de eerste twintig elementen. 1

1s1

H waterstof

VA

1,008 3

1s22s1

Li

0,98 2 4 1 1s22s2

1,6

Be

2 5 2 1s22s22p1

2,0

B

2 6 3 1s22s22p2

2,6

C

2 7 4 1s22s22p3

3,0

N

2 8 5 1s22s22p4

O

helium

4,003

2 9 6 1s22s22p5

4,0

F

2 10 7 1s22s22p6

Ne

lithium

beryllium

boor

koolstof

stikstof

zuurstof

fluor

neon

9,012

10,81

12,01

14,01

16,00

19,00

20,18

(Ne)3s1

Na

0,93 2 12 8 (Ne)3s2 1

1,3

Mg

2 13 8 (Ne)3s23p1 2

1,6

Al

2 14 8 (Ne)3s23p2 3

1,9

Si

2 15 8 (Ne)3s23p3 4

P

2,2

2 16 8 (Ne)3s23p4 5

S

2,6

2 17 8 (Ne)3s23p5 6

Cl

3,2

2 18 8 (Ne)3s23p6 7

Ar

natrium

magnesium

aluminium

silicium

fosfor

zwavel

chloor

argon

22,99

24,31

26,98

28,09

30,97

32,06

35,45

39,95

19

(Ar)4s1

Ca

©

K

0,82 2 20 8 (Ar)4s2 8 1

kalium

calcium

39,10

40,08

a

1,0

2 8 8 2

Wat weet je daardoor over natrium en kalium?

b

Noem een element dat gelijkaardige eigenschappen heeft als calcium.

periodiek systeem

2

He

6,94 11

14

3,4

2 1s2

2 8

2 8 8

Fig. 2.2


3

In de tijd van Mendelejev (1869) waren er zeven groepen. In de loop der tijd is dat aantal toegenomen. a

Bekijk het periodiek systeem in de bijlage. Hoeveel groepen zijn er nu?

b

Alle elementen zijn verticaal ook ondergebracht in drie categorieën. ­–

Hoe noem je elementen zoals ijzer, aluminium, goud en koper?

Wat zijn zwavel, chloor en fluor?

Wat zijn helium, neon en argon?

In het periodiek systeem is er een ‘legende’ opgenomen om meteen te weten over welk soort atoom het gaat. Het staat rechts van het symbool genoteerd zoals in figuur 2.3. ­–

Welk soort atoom is xenon?

Welk soort atoom is broom?

Welk soort element is barium?

VA

metaal

niet-metaal

N

c

IN

overwegend metaal overwegend niet-metaal edelgas Fig. 2.3

De verticale verdelingen in het periodiek systeem zijn de groepen. In de tijd van Mendelejev waren er zeven groepen bekend. Nu zijn er achttien groepen. De rangschikking in verticale groepen is gebaseerd op het feit dat elementen met gelijkaardige chemische eigenschappen onder elkaar geplaatst worden. audio

©

Test jezelf: oefeningen 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 en 8

Hoe lees je het periodiek systeem verticaal? Verticaal is het periodiek systeem onderverdeeld in groepen. Elementen die chemisch erg goed op elkaar gelijken worden in dezelfde groep geplaatst.

2 opbouw van het periodiek systeem

15


Wat staat er horizontaal in het periodiek systeem? 1

Net zoals er een verticale ordening bestaat, is er ook een horizontale ordening. a

Hoeveel elementen zijn er vandaag bekend?

b

De meeste daarvan (een 90-tal) komen van nature voor op aarde. Hoe ontstaan de andere elementen?

In het eerste hoofdstuk heb je al geleerd dat de atomen in het periodiek systeem gerangschikt zijn volgens stijgende relatieve atoommassa. Daardoor krijgen ze een vast nummer in de tabel. Over welk soort nummer gaat het?

IN

c

d

Wat valt er op als je het atoomnummer en het massagetal van die elementen van links naar rechts in het periodiek systeem vergelijkt?

De horizontale opbouw geeft ons ook nog extra informatie. Daarvoor verdiepen we ons eerst in het atoommodel van Bohr.

N

2

Gebruik de ontdekplaat om de volgende opdracht op te lossen.

De afbeelding stelt het atoommodel van Bohr voor ijzer voor.

VA

a

©

3D

Wat zit er in de kern van het atoom?

Hoe zitten de elektronen verdeeld rond de kern?

16

periodiek systeem

Fig. 2.4

ONTDEKPLAAT


b

Hoe worden die cirkels genoemd? Geef twee namen.

c

Hoeveel zijn er?

d

Hoe worden ze voorgesteld?

e

Welke schil ligt het dichtst bij de kern en welke het verst? Waarop is dat gebaseerd?

IN

f

Plaats de letters van de betrokken schillen van het ijzeratoom op de correcte plaats op de figuur.

g

Elementen met een eenzelfde aantal bezette schillen zijn gegroepeerd in rijen. Hoe worden die rijen genoemd?

Hoeveel zijn er?

N

h

Met het periodiek systeem kun je perfect voorspellen hoeveel energieniveaus of schillen een bepaald element heeft. –

Hoe zie je dat?

VA

Geef een voorbeeld.

Momenteel zijn er 118 elementen gekend. Ze zijn in het periodiek systeem gerangschikt volgens stijgend massagetal. Daardoor krijgen ze het vaste volgnummer dat overeenkomt met het atoomnummer.

©

De horizontale verdelingen in het periodiek systeem zijn de perioden. Er zijn zeven perioden. De zeven perioden zijn gebaseerd op de zeven schillen (energieniveaus) in het atoommodel van Bohr. Test jezelf: oefeningen 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 en 8

audio

Wat staat er horizontaal in het periodiek systeem? Horizontaal is het periodiek systeem onderverdeeld in zeven perioden. Dat komt omdat er zeven schillen zijn in het atoommodel van Bohr.

2 opbouw van het periodiek systeem

17


3 AAN DE SLAG MET HET PERIODIEK SYSTEEM Het periodiek systeem is een bron van informatie Met het periodiek systeem kun je heel wat opzoekwerk uitsparen. Er is immers heel veel informatie in gebundeld. a

Je krijgt meteen informatie over: Het en de van het element

Het (Z)

Het (A)

Of het om een , of

IN

b

Plaats de ingevulde termen op de correcte plaats in de afbeelding hieronder.

N

1

elektronegatieve waarde

elektronenverdeling

1,3

(Rn)5f46d17s2

Np

2 8 18 32 22 9 2

VA

93

neptunium

(237)

Fig. 3.1

©

(relatieve atoommassa)

c

Je kunt nog veel meer informatie terugvinden. Welke?

18

periodiek systeem

aantal elektronen per schil

overwegend metaal overwegend niet-metaal

gaat.


2

Tijd om de handen uit de mouwen te steken. Gebruik het periodiek systeem om de volgende opdrachten uit te voeren. a

Zoek het symbool of de naam voor de volgende elementen.

b

symbool

polonium

Pt

astaat

Ra

wolfraam

IN

element

Het periodiek systeem vertelt je ook hoeveel protonen een atoom heeft. –

Noteer in je eigen woorden hoe je dat terugvindt.

N

Pas dat toe voor de volgende voorbeelden. atoom

VA

He

aantal protonen

Cr

N

Si

Je vindt er ook de informatie over het aantal schillen. –

Noteer in je eigen woorden hoe je dat ziet.

©

c

Gebruik die informatie om de tabel aan te vullen. atoom

aantal schillen

K

C

I

Ra

3 aan de slag met het periodiek systeem

19


In het periodiek systeem kun je heel wat informatie terugvinden. – Het symbool en de naam van het element – Het atoomnummer (Z) – Het massagetal (A) – De groep waarin het atoom voorkomt – De periode waarin het zich bevindt – Of het om een metaal, niet-metaal of edelgas gaat audio

Test jezelf: oefeningen 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 en 8 Het periodiek systeem is een bron van informatie

©

VA

N

IN

In het periodiek systeem is er heel veel informatie gebundeld over de elementen.

20

periodiek systeem


! a h A ! a h A

MINDMAP

7

18

horizontale opbouw

verticale opbouw

IN

gebaseerd op atoommodel van

elementen met

zitten in dezelfde groep

PERIODIEK SYSTEEM

N

©

VA

gebruik

AHA!

21


CHECKLIST helemaal begrepen

Wat ken/kan ik?

pg.

Ik weet dat de tabel van Mendelejev het resultaat is van veel wetenschappelijk onderzoek.

9-11

Ik begrijp dat elementen met gelijkaardige chemische eigenschappen onder elkaar geplaatst worden in het periodiek systeem.

10, 14 10, 14, 15

Ik kan een periode aanduiden in het periodiek systeem.

16, 17

Ik kan achterhalen of een element een metaal, een niet-metaal of een edelgas is.

18

Ik weet dat volgens het atoommodel van Bohr de elektronen verdeeld zitten over zeven schillen of energieniveaus.

16, 17

Ik weet dat er heel veel informatie over de elementen gebundeld zit in het periodiek systeem.

18-20

IN

Ik weet wat een groep is in het periodiek systeem.

invullen bij je Portfolio.

©

VA

N

Je kunt deze checklist ook op

22

hier kan ik nog groeien

periodiek systeem


TEST JEZELF 1

De elementen Ca, Mg en Ba vertonen opvallende gelijkenissen. Hoe kun je dat verklaren?

2

Welk van de volgende elementen is chemisch het meest verwant aan het element met atoomnummer 14: He, Ba, C of Al? Verklaar.

3

IN

Omschrijf de begrippen ‘groep’ en ‘periode’ zo nauwkeurig mogelijk.

4

N

Vul de tabel aan zoals het voorbeeld in de tweede kolom. Mg

Ne

12

metaal

periode

3

groep

2

A

24

aantal protonen (p+)

24

aantal neutronen (n0)

24

12

VA

Z

©

metaal/niet-metaal/edelgas

aantal elektronen (e–)

5

P

Ne, Ar, Kr staan in groep 18 van het periodiek systeem. Hoe noem je die elementen?

Noteer nog twee voorbeelden uit die groep.

Test jezelf

23


6

In elke cel van de tabel hieronder staat een stof omschreven die opgebouwd is uit een welbepaalde atoomsoort. Geef de naam en het symbool van het element en schrijf daaronder of het een metaal, niet-metaal of edelgas is. Kies uit: aluminium – goud – helium – ijzer – jood – koolstof – kwik – lood – nikkel – stikstof – zuurstof – zwavel Dit gas is onmisbaar voor de ademhaling.

N In het menselijk lichaam zit dit element vooral geconcentreerd in de schildklier.

VA

Deze zwarte, vaste stof wordt gebruikt in potloden.

Het gas ontleent zijn naam aan het feit dat alle levende wezens erin stikken.

Een gele stof die in de kop van een lucifer zit.

Dit lichte, niet-brandbare gas wordt gebruikt om ballonnen te vullen.

Deze stof wordt in de muntstukken van 1 en 2 euro gebruikt.

© 24

Van deze vaste stof worden heel lichte pannen gemaakt, die vooral door kampeerders gebruikt worden.

IN

Een vaste, gele stof die veel gebruikt wordt om sieraden te maken.

periodiek systeem


Het nadeel van dit element is dat het zo gemakkelijk roest.

De stof wordt gebruikt in bepaalde thermometers.

In welke groep en in welke periode van het periodiek systeem vind je het element fosfor (Z = 15)?

8

IN

7

Deze stof is heel zwaar.

Welk van de volgende elementen is chemisch het meest verwant aan het element met atoomnummer 14?

N

Kies uit: He – Ba – C – Al

.

©

VA

Verder oefenen? Ga naar

Test jezelf

25


IN

N

VA

©


©

VA

N

IN

Omzetting en transport van energie

1 DE GROOTHEID ENERGIE 2 ENERGIEOMZETTINGEN 3 POTENTIËLE EN KINETISCHE ENERGIE 4 RENDEMENT BIJ ENERGIEOMZETTINGEN 5 ENERGIEZUINIGE EN DUURZAME SYSTEMEN

27


Wat weet ik al over dit thema?

1

N

2

IN

VA

We kunnen de overmaat aan groe ne stroom 'bewaren' in de vorm van waterstof.

Openingsfoto: NortH2 (Eemshaven, Groningen) wil groene waterstof gaan produceren met behulp van stroom die door een windp ark op zee wordt opgewekt.

Als we waterstof verbranden, dan is water het enige restproduct. Wate rstof wordt daarom al decennialang beschouwd als een zeer interessante koolstofvrije energ iedrager. Alleen is het traditionele proces om water stof te produceren – fossiele brand stoffen blootstellen aan stoom – absoluut niet koolstofvr ij. Waterstof die op die manier word t geproduceerd noemen we grijze waterstof. Als de koolstofdioxide wordt opgevangen en afgezonderd, dan hebben we het over blauwe water stof.

©

3

Bron: EOS

Wat wil ik nog te weten komen?

Bron: Het Nieuwsblad

Ontdek deze en nog andere opties op 28

Omzetting en transport van energie

.


1 DE GROOTHEID ENERGIE Niet alleen leerlingen hebben energie 1

Je hebt de hele dag met energie te maken. Noteer een viertal voorbeelden waarbij je in contact komt met energie.

IN

Energie is een grootheid, die voorgesteld wordt met het symbool ‘E ’. a

In het dagelijks leven worden verschillende eenheden gebruikt voor energie. Noteer het symbool en de naam van die eenheden onder de afbeeldingen.

Voedingswaarden Valeurs nutritionnelles

N

2

Per/Par 100 g

3037 kJ / 729 kcal Energie 82 g Vetten / Graisses waarvan verzadigde / dont saturées 41 g Koolhydraten / Glucides <0,5 g

VA

Fig. 1.1

b

Fig. 1.2

Fig. 1.3

Sommige van de eenheden en afgeleide eenheden voor de grootheid energie behoren tot het SI-stelsel. Kruis aan welke dat zijn.

©

Call, kcal, Mcall J, kJ, MJ Wh, kWh, MWh W, kW, MW

Interessant om weten Het SI-stelsel of het internationaal stelsel is opgericht door wetenschappers om gemakkelijk wetenschappelijke meetgegevens uit te wisselen. Dat was nodig omdat heel wat landen hun eigen eenheden hadden voor massa, tijd, lengte … In 1960 werd dat stelsel ingevoerd in heel wat landen. Het beheren van het SI-stelsel gebeurt door het ‘Bureau international des poids et mesures’ in Frankrijk.

Fig. 1.4

audio

1 De grootheid energie

29


3

In de tabel staan enkele voorbeelden die te maken hebben met energiehoeveelheid. a b c

Noteer de correcte term op de juiste plaats in de tabel. Kies uit: infographic – energielabel – elektriciteitsmeter Duid aan of het om een meettoestel, een informatieve voorstelling of een model gaat. Omschrijf de voorbeelden.

a

b

c

Fig. 1.5

b

c

N

a

IN

omschrijving

Fig. 1.6

b

c

VA

a

Fig. 1.7

©

Energie is een grootheid die voorgesteld wordt met het symbool E. De SI-eenheid is joule (J). In de voedingsindustrie is de oude eenheid van energie nog altijd ingeburgerd: de calorie (cal) en de kilocalorie (kcal). In heel wat technische systemen wordt de energiehoeveelheid opgevolgd zodat die optimaal gebruikt kan worden. Test jezelf: oefeningen 1, 2 en 3

niet alleen leerlingen hebben energie Ook in het dagelijks leven vind je veel vormen van energie.

30

Omzetting en transport van energie

audio


2 ENERGIEOMZETTINGEN Is elke energieomzetting gewenst? 1

In de eerste graad heb je al kennisgemaakt met energievormen.

-

-

-

-

-

-

Bij energieomzettingen wordt de ene energievorm omgezet in een andere energievorm. a

N

2

-

IN

Noteer de zeven vormen van energie.

Welke energieomzettingen in een benzinewagen horen bij welke omschrijvingen? Combineer het cijfer met de correcte letter. 1

A

De elektrische energie ontstaat in de alternator.

VA

chemische energie  kinetische energie

2

kinetische energie  elektrische energie

B

De motor van de wagen wordt warm tijdens het rijden.

3

elektrische energie  stralingsenergie

C

De brandstofmotor laat de wagen rijden.

4

chemische energie  thermische energie

D

De lampen van de wagen branden.

2

3

4

©

1

Fig. 2.1

b

Tijdens een wandeling in het park merk je een spuitende fontein op. –

Wat is het doel van het spuitende water?

Fig. 2.2

2 Energieomzettingen

31


Welke energieomzettingen grijpen er plaats? Combineer het cijfer met de correcte letter. 1

elektrische energie  kinetische energie

A

De draaiende motor spuit het water omhoog.

2

kinetische energie  kinetische energie

B

De motor van de fontein wordt warm door het draaien.

3

elektrische energie  thermische energie

C

De motor draait.

1

3

2

3

IN

Bij het draaien van motoren (van bijvoorbeeld een auto of een fontein) ontstaat er dus telkens thermische energie. Dat ga je experimenteel onderzoeken.

Onderzoek 1 1

ONDERZOEKSVRAAG

2 HYPOTHESE

VA

N

Formuleer een onderzoeksvraag met de volgende begrippen: elektromotor – temperatuur – draaien

3 BENODIGDHEDEN

regelbare spanningsbron snoeren elektromotor statief statiefnoot kolfklem gevoelige digitale thermometer

©

4 WERKWIJZE 1 2 3 4 5

32

Maak een gesloten stroomkring zoals getoond wordt op de foto. Meet de temperatuur van de motor alvorens die ingeschakeld wordt. Schakel de spanningsbron aan en stel de maximumspanning in voor de motor. Laat de motor gedurende drie minuten (180 s) draaien. Lees de temperatuur af om de 60 seconden.

Omzetting en transport van energie

Fig. 2.3


5 WAARNEMING

t (s)

Θ(°C)

0

60

120

180

IN

6 BESLUIT

7 REFLECTIE

Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

N

In de beide voorbeelden van de auto en de fontein is het duidelijk dat bepaalde energieomzettingen gewild zijn en dus nuttig, maar dat er vaak een energievorm ontstaat die helemaal niet nuttig is en zorgt voor niet-bruikbare energie.

VA

4

a

Vul de tabel in.

benzinewagen

niet-nuttige energie

nuttige energie

niet-nuttige energie

©

nuttige energie

fontein

b

In een wagen met een verbrandingsmotor is thermische energie soms toch nuttige energie. Verklaar.

2 Energieomzettingen

33


Tijdens een energieomzetting wordt de ene energievorm omgezet in een andere. Bij een energieomzetting ontstaat zowel nuttige als niet-nuttige energie. Test jezelf: oefeningen 4 en 5

audio

Is elke energieomzetting gewenst?

©

VA

N

IN

Bij een energieomzetting ontstaat vaak thermische energie. Die is meestal niet verder bruikbaar. Niet elke energieomzetting is dus gewenst.

34

Omzetting en transport van energie


3 POTENTIËLE EN KINETISCHE ENERGIE kan er energie verdwijnen? In een pretpark vind je altijd wel een rollercoaster of achtbaan. In het ene pretpark is die al wat hoger dan in het andere. Heel vaak wordt het karretje opgetrokken naar een hoog punt en dan begint de race. a

Waarom wordt het karretje naar een hoog punt opgetrokken?

IN

1

Welke vorm van energie heeft het karretje opgestapeld op het hoogste punt?

N

b

Fig. 3.1

Die energie is het gevolg van de positie van het karretje. c

Welke kracht zorgt ervoor dat het wagentje naar beneden rijdt?

VA

d

De potentiële energie die het karretje opgebouwd heeft door de zwaartekracht (gravitatie) wordt ook nog anders genoemd. Hoe?

e

Terwijl het wagentje naar beneden rijdt, wordt zijn snelheid groter. Welke vorm van energie bouwt er zich dan op?

Tijdens de verschillende loopings die het wagentje uitvoert op de achtbaan is er voortdurend

©

f

omzetting van energie naar energie en omgekeerd.

2

Bij de diverse loopings is er niet alleen omzetting van potentiële in kinetische energie en omgekeerd, maar ontstaat er nog een andere vorm van energie. Dat kun je aantonen met de volgende experimentjes. a

Wrijf stevig in je handen. Wat voel je?

3 Potentiële en kinetische energie

35


b

Neem een alcoholthermometer en wrijf met een wollen doek over het alcoholreservoir. Wat zie je?

c

Klop een vrij grote spijker in een dikke plank. Voel aan de spijker als hij halverwege in de plank geslagen is. Wat merk je op?

d

Bij al die experimentjes ontstaat er thermische energie door wrijving. De energie die zo ontstaat, is wrijvingsenergie. Hoe ontstaat er wrijvingsenergie bij de wagentjes op de achtbaan?

IN

Je weet nu welke energieomzettingen er gebeuren op een rollercoaster. Plaats de energievormen aan de hand van de cijfers op de juiste plaats op de tekening. 1 Gravitatie-energie 2 Thermische energie 3 Kinetische energie

VA

N

e

3

Fig. 3.2

De wrijvingsenergie (thermische energie) wordt afgestaan aan de omgeving en kan dus niet meer gebruikt worden voor de aandrijving van de wagentjes. De totale hoeveelheid energie blijft echter behouden. Dat is de wet van behoud van energie.

Interessant om weten

©

Perpetuum mobile is de Latijnse benaming voor ‘voortdurende beweging’. Sinds de 13de eeuw poogt men een toestel te bouwen dat voortdurend blijft bewegen. Zodra het toestel in gang is gezet, zou het in staat moeten zijn om de beweging te onderhouden. Helaas heeft men later ingezien dat dit onmogelijk is. Er wordt immers altijd energie omgezet in wrijvingsenergie waardoor geen enkel systeem in beweging kan blijven.

Fig. 3.3

Fig. 3.4

audio

36

Omzetting en transport van energie


4

Er bestaan ook nog andere vormen van potentiële energie. Als je bijvoorbeeld een elastiekje opspant en daarna loslaat, schiet het weg. In het opgespannen elastiekje zit er dus ook potentiële energie opgestapeld. Dat noem je elastische energie. Die is het gevolg van de gespannen toestand. Om iets te weten te komen over de grootte van de elastische energie, voer je het volgende onderzoek uit. Fig. 3.5

1

ONDERZOEKSVRAAG Formuleer een onderzoeksvraag.

2 HYPOTHESE

IN

Onderzoek 2

N

1

N

2 3 4 5 6 7 8 9

3 BENODIGDHEDEN

VA

dynamometer tot 10 N statiefstaaf (100 cm) statiefstaaf (20 cm) statiefvoet statiefnoot elastiekje uitwisbare stift lat 30 cm lintmeter 10 m

4 WERKWIJZE

10

0 cm 3 cm 6 cm 9 cm 12 cm

Fig. 3.6

©

1 Bouw de proefopstelling zoals getoond wordt op de afbeelding. 2 Hang het elastiekje aan de dynamometer. 3 Duid op de verticale statiefstaaf een lengte aan van 3 cm, 6 cm, 9 cm en 12 cm vanaf de onderkant van het elastiekje. 4 Rek het elastiekje 3 cm uit en meet de kracht met de dynamometer. Noteer de waarde in de tabel. 5 Herhaal de werkwijze van stap 4 als je het elastiekje over 6, 9 en 12 cm uitrekt. 6 Duid op de grond de plaats aan waar je gaat staan. 7 Maak het elastiekje los van de dynamometer. 8 Ga op de plaats staan die je daarnet hebt aangeduid. Rek het elastiekje 3 cm uit en schiet het horizontaal weg. Meet de afstand tussen de plaats waar je staat en de plaats waar het elastiekje gevallen is. Noteer die waarde in de tabel. 9 Herhaal de werkwijze van stap 7 als je het elastiekje over 6, 9 en 12 cm uitrekt.

3 Potentiële en kinetische energie

37


5 WAARNEMING

luitrekking (cm)

F (kracht in N)

s (afstand in m)

3

6

9

12

6 BESLUIT

IN

Hoe groter de kracht op de elastiek, hoe kleiner / groter de uitrekking van de elastiek. Hoe kleiner / groter de uitrekking van de elastiek, hoe verder de elastiek wegschiet. Hoe groter de kracht op de elastiek, hoe meer die uitgerekt wordt, hoe kleiner / groter de potentiële energie in de elastiek.

Potentiële energie als gevolg van een uitrekking noem je energie. 7 REFLECTIE

N

Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

VA

Op een grote kermis vind je vaak een ‘katapult bungee’. Bij deze kermisattractie neem je plaats in een zetel die omgeven is door een metalen kooi. De kooi hangt met twee elastische touwen vast aan twee pilaren. De twee elastieken worden opgespannen. Vervolgens wordt de kooi in de lucht gekatapulteerd.

Fig. 3.7

Waarom worden de elastische touwen opgespannen? Gebruik energievormen in je uitleg.

©

a

b

Waarom mogen de elastische touwen niet te hard aangespannen worden?

38

Fig. 3.8

Omzetting en transport van energie


c

Waarom moeten de passagiers een beugel en een gordel dragen?

Interessant om weten

IN

Een flipperkast vind je vaak terug in een café of taverne. Het principe is erg simpel. Een stalen bal wordt met een veer weggeschoten. Potentiële energie in de opgespannen veer wordt omgezet naar kinetische energie van de bal. Daarna begint het spel echt, want door de zwaartekracht wil de stalen bal naar de opening rollen. Door allerlei klepjes kun je de bal zo lang mogelijk tegenhouden, maar uiteindelijk wint de zwaartekracht en stopt de race. Je kunt dus heel wat fysica koppelen aan deze toepassing.

audio

VA

N

Fig. 3.9

Potentiële energie is de energie die het gevolg is van een bepaalde positie of toestand. – Als de potentiële energie het gevolg is van zwaartekracht, dan noemen we die gravitatie-energie. – Als de potentiële energie het gevolg is van een uitrekking of de kracht op deze uitrekking, dan spreken we van elastische energie.

Kinetische energie is de energie die vrijkomt als een voorwerp in beweging komt.

©

Bij energieomzettingen wordt de ene energievorm omgezet in de andere en ontstaat er zowel nuttige als niet-nuttige energie. De totale hoeveelheid energie blijft echter behouden. Dat is de wet van behoud van energie Test jezelf: oefeningen 6 en 7

audio

kan er energie verdwijnen? Bij een energieomzetting wordt er zowel nuttige als niet-nuttige energie geproduceerd. De niet-nuttige energie kan niet meer ‘gebruikt’ worden en daardoor lijkt het erop dat er energie verloren gaat. Dat is niet het geval want de totale energie blijft behouden.

3 Potentiële en kinetische energie

39


4 RENDEMENT BIJ ENERGIEOMZETTINGEN energie moet renderen! 1

Thermische energie als niet-nuttige energie komt ook vrij bij lampen.

Onderzoek 3 1

ONDERZOEKSVRAAG Formuleer een onderzoeksvraag.

2 HYPOTHESE

N

IN

Maar is dat bij alle lampen even veel? Je onderzoekt dat voor twee verschillende lampen die allebei een lichtsterkte van 600 lumen produceren.

3 BENODIGDHEDEN

Teken eerst de proefopstelling en vul daarna de lijst met de benodigdheden aan.

VA

snoer met stekker en fitting (E27) lamp 1 (

W) met E27-voet

lamp 2 (

W) met E27-voet

©

40

Omzetting en transport van energie

Fig. 4.1


4 WERKWIJZE Noteer je werkwijze.

IN

VA

N

5 WAARNEMING Noteer je waarnemingen in de tabel.

6 BESLUIT

7 REFLECTIE

©

Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

Welke lamp heeft de meeste elektrische energie nodig om een lichtsterkte van 600 lumen te produceren?

4 rendement bij energieomzettingen

41


2

Bij elke energieomzetting ontstaat er thermische energie. Die energie is niet langer bruikbaar voor het systeem. Dat verlies aan nuttige energie wordt in de fysica energiedissipatie genoemd. Het is natuurlijk de bedoeling dat er zo weinig mogelijk energie omgezet wordt in niet-bruikbare thermische energie. Anders gezegd: er wordt gepoogd om het rendement van elk toestel te optimaliseren. Het rendement geeft de verhouding weer tussen de hoeveelheid nuttige energie en de totale energie die in het systeem wordt gebracht. We kunnen het rendement (ŋ) berekenen met de volgende formule:

– – –

a

Enuttig Etotaal

x 100%

Het rendement (ŋ) wordt uitgedrukt in een percentage (%). De totale energie (Etotaal) is de energie die door het systeem gebruikt wordt. Ze wordt uitgedrukt in joule (J), watt per seconde (W/s) of kilowattuur (kWh). De nuttige energie (Enuttig) is de energie (uitgedrukt in J, W/s, kWh) die nuttig gebruikt wordt; het is de energie die je wilt produceren. Wat is het hoogst mogelijke rendement?

b

Wat betekent het als het rendement hoog is?

Bereken het rendement van enkele kookplaten. De waarde die je in de tabel terugvindt, is het jaarlijks energieverbruik (in kJ) per kookplaat.

VA

c

N

IN

ŋ=

Etotaal per jaar (kJ)

Enuttig per jaar (kJ)

ŋ

644 400

521 964

828 000

521 640

799 200

519 480

©

Fig. 4.2 inductiekookplaat

Fig. 4.3 keramische kookplaat

Fig. 4.4 gasfornuis

42

Omzetting en transport van energie


3

Voor de productie van de elektriciteit die we dagelijks gebruiken zijn er systemen nodig die een vorm van energie omzetten in elektrische energie. Daarbij wordt er alles aan gedaan om het rendement zo hoog mogelijk te krijgen. In de tabel hieronder zie je het rendement van enkele mogelijke systemen.

ŋ (%) 33-40

kerncentrale

33-40

stoom- en gascentrale

50-60

zonnepanelen

10-25

windturbines

20-25

IN

a

klassieke thermische centrale

Welke energieomzettingen vinden er plaats in een klassieke thermische centrale zodat er elektriciteit op het net kan gebracht worden? Gebruik de figuur. Hou ook rekening met energiedissipatie.

turbine

3D

stoomketel

N

stoom

VA

condensor

brandstof

net

generator

branders

pomp

elektrische stroom

transformator stoom warm water koud water

koeltoren lucht

waterloop

Fig. 4.5

©

b

Welke gelijkenissen en verschillen zijn er tussen een klassieke thermische centrale en een kerncentrale? Haal eventueel de nodige informatie van internet. Gelijkenissen:

Verschillen:

4 rendement bij energieomzettingen

43


c

In de tabel op de vorige pagina zie je het rendement van enkele energiebronnen voor elektriciteit. Welke energiebron heeft het grootste rendement? Noteer hiervoor de verklaring aan de hand van het artikel dat je via het onlinelesmateriaal kunt vinden.

Hoewel het rendement van windturbines en zonnepanelen niet zo hoog is, wil men ook deze weg inslaan om elektriciteit te produceren. Geef enkele redenen.

IN

d

Wil je nog meer weten over energiecentrales en hun rendement? Ga dan via het onlinelesmateriaal naar de ontdekplaat.

Interessant om weten

N

e

ONTDEK­PLAAT

VA

Aan het eind van de 19de eeuw was de productie van elektriciteit een privégebeuren. Het gebeurde door fabrieken, hotels, rijke privéwoningen … De toepassing ervan bleef beperkt tot verlichting.

©

Doordat de behoefte aan elektriciteit steeds groter werd, groeide het idee om op een grootschalige manier elektriciteit te produceren en te verdelen. Ninove was de eerste Belgische stad die zijn eigen elektriciteitscentrale had. Nadien volgden andere grote steden zoals Luik en Gent. In 1898 werd de eerste elektriciteitscentrale gebouwd in Tubize met als doel over de grenzen van de gemeenten elektriciteit te verdelen. De behoefte aan elektriciteit groeide met de dag, waardoor steeds meer van deze thermische elektriciteitscentrales gebouwd werden. Later ontdekte men dat met een kerncentrale nog meer elektriciteit opgewekt kon worden, zonder bovendien broeikasgassen uit te stoten. In 1956 werd in Mol de eerste kernreactor gebouwd voor wetenschappelijk onderzoek. Pas in 1969 werd groen licht gegeven voor de bouw van de eerste kerncentrales in Doel en Tihange. In 2025 wil men de kerncentrales in ons land sluiten. Men hoopt om tegen die tijd volledig over te schakelen op groene energie.

44

Omzetting en transport van energie

Fig. 4.6

Fig. 4.7

audio


Bij elke energieomzetting in een technisch systeem ontstaat er naast nuttige ook niet-nuttige energie. Dat is meestal onder de vorm van thermische energie. Die energie is niet langer bruikbaar voor het systeem. Dat verlies aan nuttige energie wordt in de fysica energiedissipatie genoemd. Het rendement geeft de verhouding weer tussen de hoeveelheid nuttige energie en de totale energie die in het systeem wordt gebracht. We kunnen het rendement (ŋ) berekenen met de volgende formule.

ŋ=

Enuttig Etotaal

x 100%

Test jezelf: oefeningen 8 en 9

energie moet renderen!

IN

audio

©

VA

N

Elektriciteit is een spaarzaam goed. Daarom poogt men steeds meer om elektriciteit op een duurzame manier te produceren en om het rendement van toestellen te optimaliseren.

4 rendement bij energieomzettingen

45


5 ENERGIEZUINIGE EN DUURZAME SYSTEMEN passiefhuizen oefenen een positieve activiteit uit op je budget Om elektriciteit in een woning te krijgen, wordt er een grote afstand overbrugd. Eerst wordt de elektriciteit geproduceerd, daarna getransformeerd om ze op het elektriciteitsnet te steken en ten slotte wordt de elektriciteit getransporteerd tot in de woning. Daar wordt die verbruikt bij een energieomzetting. a

Raadpleeg de elektriciteitsfactuur van bij je thuis. Hoe wordt de prijs bepaald van het elektriciteitsverbruik in een woning?

IN

1

b

Fig. 5.1

Welke grootheid wordt er gemeten in een elektriciteitsmeter?

Elk elektrisch apparaat heeft een bepaald actief vermogen (P). Het actief vermogen wordt uitgedrukt in watt (W) en staat vermeld op het apparaat. Hoe hoger het vermogen, hoe meer energie het systeem nodig heeft om zijn taak uit te voeren.

VA

2

N

Zo kan een plasma-tv een vermogen hebben van 344 W en een led-tv een vermogen van amper 20 W. Als beide toestellen even lang zijn ingeschakeld, zal de led-tv dus minder energie verbruiken. a

Waarom is het beter om in jouw woning halogeenlampen (42 W) te vervangen door ledlampen (6 W) als ze toch dezelfde lichtsterkte produceren?

©

b

Kijk op het gegevensplaatje van de broodrooster op de foto hiernaast. Neem ook een scheerapparaat bij je thuis en bestudeer het gegevensplaatje. Hoe groot is het vermogen van de toestellen?

46

Omzetting en transport van energie

Fig. 5.2


c

Waarom is het vermogen van de broodrooster zoveel groter dan dat van een scheerapparaat?

Elektrisch vermogen is de hoeveelheid opgenomen of afgegeven energie per seconde.

– – – – 3

∆E ∆t Het gemiddeld actief vermogen (P) wordt uitgedrukt in watt (W). Het energieverbruik (ΔE) geeft informatie over hoeveelheid energie die het toestel nodig heeft binnen een bepaalde tijd. Het wordt uitgedrukt in wattseconde (Ws) of in joule (J). 1 kWh = 1 000 W x 3 600 s = 3 600 000 Ws = 3 600 000 J. De tijdsduur (Δt) wordt uitgedrukt in seconde (s).

IN

P=

In elke woning treffen we open, gesloten en geïsoleerde systemen aan. – – –

In een open systeem wordt er materie en energie uitgewisseld met de omgeving. In een gesloten systeem wordt er geen materie, maar wel energie uitgewisseld met de omgeving. Geïsoleerde systemen wisselen noch materie, noch energie uit met de omgeving.

VA

N

Een paar voorbeelden maken dat duidelijk.

Fig. 5.3

– –

Een kookpot zonder deksel is een open systeem. Bij het koken van voedsel wordt er energie uitgewisseld en er ontsnappen dampen uit de kookpot. Een kookpot met deksel is een gesloten systeem. Er wordt wel energie uitgewisseld, maar er ontsnappen geen dampen. Een thermosfles is een geïsoleerd systeem. De temperatuur blijft gedurende lange tijd behouden (er is dus geen energie-uitwisseling) en er ontsnappen ook geen dampen.

©

Fig. 5.4

a

Welke systemen zijn open systemen? Kruis de correcte voorbeelden aan. elektrisch straalkacheltje houtstoof verwarmingsketel op aardgas boormachine laptop

b

Noem twee gesloten systemen.

5 energiezuinige en duurzame systemen

47


c

Verklaar de uitspraak: ‘De huizen van de toekomst streven naar een geïsoleerd systeem.’

d

Tegenwoordig worden er meer en meer passiefhuizen gebouwd. Op dit moment is een van de criteria voor een passiefhuis dat het niet meer dan 15 kWh/m² per jaar verbruikt. Men streeft ernaar om dat cijfer nog lager te krijgen. Om aan deze eis te voldoen, zijn er heel specifieke voorwaarden. Zoek op het internet een drietal criteria waaraan passiefhuizen moeten voldoen.

IN

isolatie

compact

geometrische vorm

Fig. 5.5

VA

passiefhuis

groene energie

N

Interessant om weten

©

In 1996 heeft men onder de ijskap van Antarctica meren ontdekt. Er zouden ongeveer 140 meren zijn Vostokmeer op dit continent, waarvan het Vostokmeer het grootste is. De ijsmassa boven het meer is 3 623 m dik. Door het onderzoek van die ijsmassa heeft men ontdekt dat het meer al meer dan 500 000 jaar afgedekt zou zijn. Men heeft gewacht tot 2012 om te boren tot het wateroppervlak om er watermonsters te nemen. Dat was enerzijds omdat de toenmalige boortechnieken het water konden vervuilen en Fig. 5.6 daardoor het leven in het water konden verstoren. Maar anderzijds vreesde men ook voor het bestaan van eventuele micro-organismen die het leven op aarde konden beïnvloeden. Het meer is een geïsoleerd systeem met een watertemperatuur van –3 °C. Men stelde vast dat het zuurstofgehalte in het water heel hoog was; er is dus zeker leven mogelijk. Het onderzoek van dit meer kadert in het onderzoek naar mogelijk leven op ‘Europa’, een maan rond de planeet Jupiter, waarop gelijkaardige omstandigheden aanwezig zijn.

48

Omzetting en transport van energie

audio


Bekijk de afbeeldingen van technische systemen waarmee je in je dagelijks leven in aanraking komt.

Fig. 5.8

Fig. 5.9

N

Fig. 5.7

IN

4

Fig. 5.11

VA

Fig. 5.10

a

Welke vorm van energie hebben die toestellen nodig om te kunnen functioneren?

b

Hoe kan die energievorm opgewekt worden? Kruis de correcte antwoorden aan.

©

kerncentrales klassieke thermische centrales zonnepanelen windmolens wrijvingskracht steenkoolcentrales warmtepompen

c

Welke van de bovenstaande toepassingen produceren elektriciteit op een duurzame manier?

d

Waarom zijn dat duurzame energiebronnen?

5 energiezuinige en duurzame systemen

49


e

Hoe wordt duurzame energie nog genoemd?

f

Geef een definitie voor duurzame energie.

g

Welke vorm van energie ontstaat er bij alle voorbeelden van de foto’s.

h

Is dat nuttige of niet-nuttige energie?

5

IN

Groene energie wordt steeds populairder en is niet meer weg te denken uit de huidige samenleving. Waarom kiezen mensen voor groene energie?

N

Fig. 5.12

VA

Elk systeem heeft een actief vermogen (P) dat wordt uitgedrukt in watt (W). Elektrisch vermogen is de hoeveelheid opgenomen of afgegeven energie per seconde.

P=

∆E ∆t

©

Er is een onderscheid tussen open, gesloten en geïsoleerde systemen. – In een open systeem wordt er materie en energie uitgewisseld met de omgeving. – In een gesloten systeem wordt er geen materie maar wel energie uitgewisseld met de omgeving. – Geïsoleerde systemen wisselen noch materie, noch energie uit met de omgeving. Duurzame energie is energie waarover de mens voor onbeperkte tijd kan beschikken. Door de productie en het gebruik ervan wordt het milieu niet belast. Test jezelf: oefeningen 10, 11 en 12

audio

passiefhuizen oefenen een positieve activiteit uit op je budget Door goed te isoleren en duurzame energie te produceren kun je er inderdaad voor zorgen dat je energiefactuur laag is. Bovendien heeft dat een zeer gunstige invloed op het klimaat.

50

Omzetting en transport van energie


! a h A ! a h A

samenvatting

1

De grootheid energie

Energie is een grootheid die voorgesteld wordt met het

.

IN

De SI-eenheid is .

In de voedingsindustrie is de oude eenheid van energie nog altijd ingeburgerd: de

(

) en de

(

).

In heel wat technische systemen wordt de energiehoeveelheid opgevolgd zodat die optimaal gebruikt kan

2

Energieomzettingen

N

worden.

Tijdens een energieomzetting wordt de

als

VA

Bij een energieomzetting ontstaat zowel

energie.

Potentiële en kinetische energie

Potentiële energie is de energie die het gevolg is van een bepaalde

of

.

Als de potentiële energie het gevolg is van

, dan noemen we die

.

Als de potentiële energie het gevolg is van een uitrekking of de kracht op deze uitrekking, dan spreken we van

©

3

.

.

Kinetische energie is de energie die vrijkomt

.

Bij energieomzettingen wordt de ene energievorm omgezet in de andere en ontstaat er zowel nuttige als niet-nuttige energie. De totale hoeveelheid energie blijft echter behouden. Dat is de wet

.

AHA!

51


4

Rendement bij energieomzettingen Bij elke energieomzetting in een technisch systeem ontstaat er naast nuttige ook niet-nuttige energie. Dat is meestal onder de vorm van

. Die energie is niet langer bruikbaar

voor het systeem. Dat verlies aan nuttige energie wordt in de fysica

genoemd.

Het rendement geeft de verhouding weer tussen de en de

die in het systeem wordt gebracht.

ŋ=

5

x 100%

Energiezuinige en duurzame systemen

IN

We kunnen het rendement (ŋ) berekenen met de volgende formule:

Elk systeem heeft een actief vermogen (P) dat wordt uitgedrukt in watt (W).

N

Elektrisch vermogen is de hoeveelheid opgenomen of afgegeven energie per seconde.

P=

Er is een onderscheid tussen open, gesloten en geïsoleerde systemen. In een open systeem wordt er

VA

In een gesloten systeem wordt er

.

Geïsoleerde systemen wisselen

.

Duurzame energie is energie waarover de mens

.

Door de productie en het gebruik ervan wordt het milieu

.

© 52

.

Omzetting en transport van energie


CHECKLIST helemaal begrepen

Wat ken/kan ik?

hier kan ik nog groeien

pg. 29

Ik kan de verschillende energievormen (energiesoorten) herkennen in een systeem.

31

Ik kan het begrip energieomzetting omschrijven.

31

Ik kan energieomzettingen herkennen in verschillende systemen.

31, 32

IN

Ik kan de grootheid energie uitdrukken in veelgebruikte eenheden: kcal, J, kJ.

35, 37-39

Ik kan kinetische energie omschrijven in een energieomzetting naar potentiële energie.

35, 36

Ik weet dat bij een energieomzetting zowel nuttige als niet-nuttige energie kan ontstaan.

33

Ik begrijp dat er bij energieomzettingen geen energie verloren gaat. Dat is de wet van behoud van energie.

36

Ik kan duurzame energieomzettingen herkennen in dagelijkse toepassingen.

46, 49-50

Ik kan het begrip ‘rendement’ definiëren.

42

Ik kan het rendement berekenen bij dagelijkse toepassingen.

42

Ik kan het verband toelichten tussen de grootheid vermogen en het energieverbruik.

47

Ik ken het verschil tussen een open, een gesloten en een geïsoleerd systeem.

47

Ik kan een open, een gesloten en een geïsoleerd systeem herkennen in dagelijkse toepassingen.

47

Ik kan energiezuinige systemen herkennen aan de hand van bepaalde criteria.

48-50

VA

N

Ik kan de begrippen gravitatie-energie en elastische energie herkennen als potentiële energie in een systeem.

invullen bij je Portfolio.

©

Je kunt deze checklist ook op

AHA!

53


TEST JEZELF 1

Op het etiket van een blikje frisdrank kun je heel wat informatie aflezen. a

Welke voedingsstoffen leveren de meeste energie?

c

Wat is de energetische waarde van de frisdrank?

Déclaration nutritionnelle : Voedingswaardevermelding:

100 ml

Énergie/Energie

174 kJ (41 kcal)

Waarvoor kan een levend organisme die energie gebruiken?

9,7 g (9,6 g)

N

0,1 g

0,02 g

Met welke eenheden van energie kom jij vaak in aanraking?

VA

In de keuken worden heel wat elektrische apparaten gebruikt. Welke energieomzettingen vinden er plaats? a

Noteer ze in de tabel hieronder. apparaat

energieomzettingen

©

54

0g

Geef twee voorbeelden waarbij het belangrijk is om energie te meten.

4

Glucides/Koolhydraten (dont sucres/waarvan suikers) Sel/Zout

3

(0 g)

Protéines/Eiwitten

2

Matières grasses/Vetten (dont acides gras saturés/ waarvan verzadigde vetzuren)

IN

b

Omzetting en transport van energie


b

Bij welk van die toestellen is thermische energie nuttige energie?

Bekijk de energieomzettingen in een kerncentrale. a

Welk verschil is er tussen een klassieke thermische centrale en een kerncentrale bij het opwarmen van het water?

IN

5

N

b

Welke energieomzettingen zijn voor beide centrales hetzelfde?

VA

c

Is een kerncentrale ongunstig voor het versterkt broeikaseffect? Verklaar.

In het zuiden van het land is er voldoende hoogteverschil om waterkrachtcentrales te bouwen. De bekendste waterkrachtcentrale is die van Coo. a

Zet de volgende stappen over de werking van een waterkrachtcentrale in de juiste volgorde.

©

6

Stuwmeer ontstaat. Water stroomt langs een drukleiding naar beneden. Waterturbine draait aan een hoge snelheid.

dam poorten

In de generator wordt er elektriciteit opgewekt. De elektriciteit wordt op het net gezet.

rivier

riv

ier

Het water van een rivier wordt tegengehouden door een stuwdam. turbine rivier

WATERKRACHTCENTRALE HERNIEUWBARE ENERGIE

Test jezelf

55


b

Het stuwmeer ligt altijd hoger dan de generatoren. Leg uit met een energieomzetting dat dit noodzakelijk is.

Op een kermis zie je vaak een schiettent. De gebruikte wapens zijn uiteraard geen vuurwapens, maar luchtdrukgeweren. Wanneer de kolf geplooid wordt, kan het loodje in de loop geplaatst worden en tegelijkertijd wordt een krachtige veer opgespannen. a

IN

7

Welke energieomzetting vindt er plaats als er aan de trekker wordt getrokken?

b

Er zijn heel wat soorten luchtdrukgeweren die nog krachtiger zijn. Hoe kun je die verschillen verklaren?

N

8

In de huidige nieuwbouwhuizen worden vaak warmtepompen geïnstalleerd. Door de technische vooruitgang worden de pompen steeds beter. Die aanpassingen hebben invloed op het rendement. Waar wordt naar gestreefd? Kruis het juiste antwoord aan.

VA

a

Rendement zo hoog mogelijk houden. Rendement zo laag mogelijk houden. Rendement constant houden. Rendement aanpassen aan het energieverbruik.

b

Hoe kun je dat verklaren?

©

9

Waarom is het rendement van windturbines niet altijd optimaal?

56

Omzetting en transport van energie


10 Duid bij de voorbeelden aan of het om een open, een gesloten of een geïsoleerd systeem gaat. systeem

open

gesloten

geïsoleerd

frietketel in een frituur benzinewagen diepvriezer gesloten piepschuimverpakking 11 De meeste van de huizen zijn open systemen. Waarom is dat zo?

IN

VA

N

12 De elektriciteitsmeter in de elektriciteitskast meet het totale energieverbruik van alle ingeschakelde toestellen op de elektrische installatie in je huis. Als een plasma-tv (344 W) en een led-tv (20 W) gedurende een uur ingeschakeld zijn, hoeveel kilowattuur zouden ze dan elk op de elektriciteitsmeter bijtellen?

©

Verder oefenen? Ga naar

.

Test jezelf

57


IN

N

VA

©


N

IN

Rol van micro-­ organismen

VA

Micro-organismen

bacteriën

virussen

©

wieren

schimmels

eencelligen

1 DIVERSITEIT IN MICRO-ORGANISMEN 2 POSITIEVE ROL VAN MICRO-ORGANISMEN 3 BESTRIJDEN VAN SCHADELIJKE MICRO-ORGANISMEN 4 PARASIETEN, EEN BIJZONDER GEVAL


Wat weet ik al over dit thema?

1

IN

2

N

Moet je je sportkleren wassen na elke work-out?

VA

mming van de uceerd met toeste ikel werd gereprod art te maken dit uit 18 erp /20 rw /06 het voo Bron: HLN.be - 20 hergebruik dient o@ ense2Publish: inf voorbehouden. Elk n Lic hte ap rec sch e all oot er, nn sve uitgev ing van de beheer mm ste toe eke cifi van een spe license2publish.be.

©

3

Tijd voor eerlijkheid: hoe vaak was jij je sportkleren? Na elke work-out? Na een paar bezo ekjes aan de sportschool? Wanneer je kleren een luchtje beginnen te krijgen? Feit is dat er geen regel bestaat die zegt hoe vaak je je sportkleren moet wassen. Al zijn er natuurlijk wel enkele richtlijne n. Bron: HLN.be - 30/09/2019 - dit artikel werd gereproduceerd met toestemming van de uitgever, alle rechten voorbehouden. Elk hergebruik dient het voorwerp uit te maken van een specifi eke toestemming van de beheersvennootschap License2Publish: info@ license2publish.be.

Wat wil ik nog te weten komen?

Ontdek deze en nog andere opties op

60

Rol van micro-­organismen

.


1 D IVERSITEIT IN ­M ICRO-ORGANISMEN ZE ZITTEN OVERAL! 1

In de dagelijkse nieuwsberichten kun je niet meer omheen ‘micro-organismen’ of ‘microben’. a

Wat betekent ‘micro-organisme'? Zoek de informatie eventueel op het internet.

IN

Bestudeer de volgende nieuwsberichten die je vindt bij het onlinelesmateriaal en noteer welk microorganisme er besproken wordt.

N

b

VA

©

c

Zoek op internet van elk organisme uit opdracht b op om welk type van micro-organisme het gaat en noteer dat onder de naam.

d

Je ontdekte dat je de micro-organismen voorlopig in drie grote groepen kunt opdelen. Welke? In het volgende hoofdstuk leer je ze beter kennen. –

1 Diversiteit in ­micro-organismen

61


e

Zijn microben en bacteriën hetzelfde? Verklaar.

2

Is een virus een ‘echt’ micro-organisme?

Fig. 1.1

3

IN

Wetenschappers zijn het er niet over eens of virussen al dan niet bij de levende organismen kunnen gerekend worden. Virussen hebben immers de cel van een plant of een dier nodig om zich te kunnen voortplanten, en leven dus niet zelfstandig. Die laatste eigenschap is voor veel wetenschappers een onderdeel van de definitie van leven. In de medische wereld worden virussen wel bij de micro-organismen gerekend omdat het ziekteverwekkers zijn, net zoals bacteriën.

Microbiologie is een wetenschap die organismen onderzoekt die te klein zijn om met het blote oog te kunnen waarnemen. Ze bestudeert bacteriën, virussen, sommige schimmels en sommige parasieten.

N

sommige schimmels mycologie

microbiologie

bacteriën

VA

virussen

parasitologie

sommige parasieten

4

Fig. 1.2

Bacteriën en schimmels (zoals gisten) kun je meestal niet met het blote oog zien, maar je kunt ze wel zichtbaar maken.

©

Bacteriën en schimmels maken gebruik van de voedingsstoffen die in de voedingsbodem voorkomen om te groeien en zich te vermenigvuldigen. Op die manier kan een bacterie uitgroeien tot een kolonie. Zo’n kolonie kun je zelfs met het blote oog zien; het ziet eruit als een al dan niet gekleurd bultje op de voedingsbodem. Schimmels herken je aan een ‘harig’ kussentje, meestal wit tot blauwgroen gekleurd. Noteer naast de foto of het om een schimmel of een bacterie gaat.

Fig. 1.3

62

Rol van micro-­organismen


5

Er komen heel veel micro-organismen voor in jouw directe omgeving. Hoe ze daar terechtkomen, bewijst het volgende onderzoek.

ONDERZOEK 1 – DEMOPROEF 1

ONDERZOEKSVRAAG Hoe komen micro-organismen op bijvoorbeeld ons voedsel terecht?

2 HYPOTHESE risico­ analyse

3 BENODIGDHEDEN

IN

vijf petrischalen (met deksel erop) met voedingsbodem alcoholstift zeep ontsmettingsalcohol propere handdoek

Fig. 1.4

4 WERKWIJZE

VA

N

1 Nummer de bodem en het deksel van elke petrischaal van 1 tot 5 met de alcoholstift. 2 Zet petrischaal 1 aan de kant zonder er iets mee te doen. Die schaal is het vergelijkingsmateriaal. 3 Open petrischaal 2 en stel ze gedurende een tiental minuten bloot aan de lucht. Raak de voedingsbodem zeker niet aan. Daarna sluit je de petrischaal en plaats je ze naast de eerste petrischaal. 4 Bij petrischaal 3 druk je de beide duimen stevig in de voedingsbodem, sluit ze af en plaats ze naast de andere petrischalen. 5 Was je handen zeer zorgvuldig met veel zeep en water en droog ze af met de propere handdoek. Neem petrischaal 4 en druk beide duimen opnieuw stevig in de voedingsbodem. Sluit de petrischaal en zet ze in het rijtje. 6 Voor petrischaal 5 mag je zelf iets bedenken. Noteer hieronder wat je gaat doen met de voedingsbodem.

©

7 Laat de petrischalen bij kamertemperatuur staan gedurende ongeveer twee dagen en noteer je waarnemingen. 8 Bekijk de petrischalen opnieuw na vijf dagen en noteer je waarnemingen.

5 WAARNEMING petrischaal

1

na twee dagen

na vijf dagen

1 Diversiteit in ­micro-organismen

63


petrischaal

4

5

6 BESLUIT

IN

3

na vijf dagen

N

2

na twee dagen

VA

Micro-organismen komen voor in de lucht, op onze handen en op andere voorwerpen die we dagelijks gebruiken. Door gewone handelingen kunnen ze op ons voedsel terechtkomen, waar de micro-organismen zich kunnen vermenigvuldigen.

7 REFLECTIE

Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

Hoe verklaar je het verschil in aantal micro-organismen in de verschillende petrischalen?

©

Welke voorwerpen/plekken zijn het rijkst aan micro-organismen? Had je dat verwacht? Waarom wel/waarom niet?

64

Rol van micro-­organismen


Hoe kun je aan je voedingsbodem zien dat je misschien verschillende soorten microorganismen hebt teruggevonden?

Op welke manier zou je de verspreiding van de micro-organismen (nog) beter kunnen tegenhouden?

IN

Interessant om weten

N

Bacteriën planten zich voort door zich in twee te delen. In optimale omstandigheden kunnen sommige bacteriën zich elke twintig minuten delen.

VA

Even rekenen? Na 1 uur zijn er dan al 8 bacteriën. Na 2 uur zijn er dat 64. Na 3 uur zijn er 512 bacteriën. … Na 6 uur is het aantal bacteriën toegenomen tot meer dan 250 000. Geen wonder dat ze ons zo snel ziek kunnen maken.

Fig. 1.5

audio

De term micro-organismen (of microben) is een verzamelnaam voor organismen die erg klein zijn. Ze zijn niet te zien met het blote oog. In de microbiologie worden die organismen bestudeerd: o.a. bacteriën, virussen en schimmels.

©

In de medische wereld worden virussen bij de micro-organismen gerekend, omdat het ziekteverwekkers zijn, maar eigenlijk zijn het geen echte micro-organismen. Test jezelf: oefeningen 1 en 2

audio

ZE ZITTEN OVERAL! Overal om je heen zitten micro-organismen: in de lucht, op je huid, in je mond, op je voedsel … Ze zitten werkelijk overal.

1 Diversiteit in ­micro-organismen

65


BACTERIËN VERSCHILLEN VAN VIRUSSEN ALS EEN MUG VAN EEN OLIFANT De organismen uit de microbiologie hebben typische kenmerken en eigenschappen. Met de volgende opdrachten krijg je een overzicht van de uitwendige verschillen. a

Plaats de juiste term bij de correcte afbeelding. Kies uit: virus – pantoffeldiertje – gistcel – bacterie

IN

1

Fig. 1.6

N

Fig. 1.7

Fig. 1.8

b

Fig. 1.9

Wat valt je op als je de grootte vergelijkt?

VA

c

lk type uit opdracht a is microscopisch klein. De ene is nog kleiner dan de andere. E Je hebt dus verschillende microscopen nodig om ze te kunnen waarnemen. plantaardige en dierlijke cellen

chloroplast

eiwit

virus

aminozuur

©

atoom

kikkervisje menselijke eicel

bacterie

elektronenmicroscoop lichtmicroscoop

Zo kun je een cel en een bacterie al waarnemen met een               zul je om een virus te spotten een beroep moeten doen op een

66

Rol van micro-­organismen

Fig. 1.10

, maar .


De eenheid waarin de grootte van bacteriën en cellen wordt uitgedrukt, is de micrometer. Voor virussen werkt men met de nanometer. Wat is het verschil tussen beide? – Een micrometer (μm) komt overeen met             . Dat is het                      deel van een millimeter. – Een nanometer (nm) komt overeen met               . Dat is het                      deel van een millimeter. Het grootste virus is slechts zo groot als de kleinste bacterie. d

Bacteriën en virussen zien er ook helemaal anders uit. Zoek op het internet het grootste verschil tussen een bacterie en een virus op het vlak van bouw.

IN

Benoem de aangeduide celorganellen op de afbeelding van een bacterie. Denk hiervoor onder andere terug aan de leerstof uit de eerste graad.

N

e

©

VA

3D

Fig. 1.11

1 Diversiteit in ­micro-organismen

67


f

Is een bacterie een plantaardige of een dierlijke cel? Verklaar. De afbeeldingen van de dierlijke en de plantaardige cel en figuur 1.11 helpen je op weg.

celmembraan celmembraan celwand

kern met DNA kern met DNA

Fig. 1.13

Een virus heeft een totaal andere bouw dan een bacterie. Bespreek de opbouw van een virus aan de hand van de onderstaande afbeelding van het hiv. Zoek informatie op het internet en vul de legende aan.

VA

g

celwand Fig. 1.12

N

celmembraan celmembraan

IN

celkern met DNA celkern met DNA

legende

naam

©

of DNA of RNA

3D

omschrijving / functie

een

of

Fig. 1.14

de

een

(alleen aanwezig bij

dat bestaat uit vetten en

dierenvirussen)

materiaal van de gastheercellen, al dan niet voorzien van

68

Rol van micro-­organismen

(= uitsteeksels)


2

Bacteriën verschillen ook onderling van elkaar. Er bestaan heel wat variaties. Zet de belangrijkste types in de tabel hieronder op een rijtje, elk met een aantal typerende kenmerken en vertegenwoordigers. De ontdekplaat helpt je zeker en vast bij het verzamelen van de nodige informatie.

type

ontdekplaat

kenmerken Kokken zijn Ze kunnen

IN

De foto toont stafylokokken; zij verspreiden onder meer ernstige ziektes. Fig. 1.15

Het dodelijkste voorbeeld is de Streptococcus pyogenes, ook wel

de                            genoemd.

N

Bacillen zijn

of

Bij vermenigvuldiging ontstaat aan                  een dochtercel.

©

VA

Het voorbeeld op de foto is verantwoordelijk voor              . Ook de bacterie die in de middeleeuwen verantwoordelijk was voor de

Fig. 1.16

zwarte dood of de          , was een bacil.

Vibrionen of                 zijn gebogen staafjes.

Het bekendste voorbeeld uit deze groep is Vibrio cholera, verantwoordelijk voor de ziekte

Fig. 1.17

Spirillen (ook wel                    genoemd) zijn spiraalvormig opgerolde staafjes. Ze komen voor in afval en water dat rijk is aan waterstofsulfide. Treponema pallidum veroorzaakt de ziekte              .

Fig. 1.18

1 Diversiteit in ­micro-organismen

69


3

Ook virussen verschillen onderling van elkaar qua uitzicht. Zo is de af- of aanwezigheid van een virusenveloppe een belangrijk criterium bij de indeling van virussen. Vul de tabel verder aan, aan de hand van de ontdekplaat bij opdracht 2. Dit is een typisch voorbeeld van een virus met/zonder enveloppe. Het gaat om het coronavirus, waarbij verschillende               in de omhullende vetlaag ingebed zijn.

werkt goed tegen deze virussen, omdat ze inwerkt op de vetlaag. Ze lost de vetlaag op in water, waardoor het virus

Fig. 1.19

IN

en niet meer                    is. Andere voorbeelden van virussen met deze structuur zijn:

Dit is een typisch voorbeeld van een virus met/zonder enveloppe. Je noemt ze naakte virussen.

Ze bestaan enkel uit

N

die omringd zijn door een              . Voorbeelden van dergelijke virussen zijn:

rhinovirus (                                    ), norovirus (                                         ) en papillomavirus (veroorzaakt                           ).

VA

Fig. 1.20

4

Bacteriën en virussen verschillen ook van elkaar op het vlak van voortplanting. a

Bekijk de video en omschrijf het verschil in je eigen woorden.

VIDEO

©

b

Hoe dringt een virus een gastcel binnen? Bekijk de video via de QR-code.

70

Het virus infecteert het lichaam.

Rol van micro-­organismen

VIDEO


Virussen en bacteriën verschillen niet alleen op het vlak van bouw. Ook hun voortplanting en werking zijn anders. Virussen zijn veel kleiner dan bacteriën. De grootte van een virus wordt uitgedrukt in nanometer (symbool: nm; 10–9m), terwijl de grootte van bacteriën uitgedrukt wordt in micrometer (symbool: μm; 10–6 m).

Test jezelf: oefeningen 3 en 4

IN

Een virus is een stukje erfelijk materiaal omringd door eiwitten. Het bestaat, afhankelijk van de soort, uit twee tot drie onderdelen: het nucleïnezuur met erfelijk materiaal, de eiwitmantel en eventueel de omringende enveloppe. Een bacterie is een eencellig organisme dat verschillende celorganellen bevat. Het erfelijk materiaal ligt niet in een celkern, maar ligt los in het cytoplasma. Er bestaan verschillende soorten bacteriën met elk een totaal ander uitzicht. audio

BACTERIËN VERSCHILLEN VAN VIRUSSEN ALS EEN MUG VAN EEN OLIFANT

Bacteriën en virussen worden wel eens met elkaar verward, maar toch verschillen ze echt heel grondig van elkaar, evenveel dus als een mug van een olifant.

Je hebt het ongetwijfeld al een keertje meegemaakt: je neemt een stukje brood en het vertoont blauwe vlekken, of je proeft bijna van een brokje kaas met witte haartjes … Ook dat zijn voorbeelden van micro-organismen.

VA

1

N

ER LEVEN PADDENSTOELEN IN HUIS!

a

Over welk micro-organisme gaat het hier?

b

Fig. 1.21

Hoe verklaar je dat je deze micro-organismen met het blote oog kunt waarnemen?

Zijn deze micro-organismen altijd gevaarlijk? Zoek het even op en verklaar het aan de hand van een concreet voorbeeld. Denk ook terug aan de leerstof uit de eerste graad.

©

c

1 Diversiteit in ­micro-organismen

71


2

Schimmels zijn volledig anders opgebouwd dan virussen en bacteriën.

IN

Op de foto’s zie je links de ‘penseelschimmel’ en rechts ‘gist’. Beschrijf de verschillen in de bouw.

Fig. 1.22

N

De voortplanting bij schimmels is heel speciaal. Ze kan, afhankelijk van de soort, zowel geslachtelijk als ongeslachtelijk gebeuren.

VA

3

Fig. 1.23

a

Leg aan de hand van de afbeelding hieronder de ongeslachtelijke vermenigvuldiging bij eencellige schimmels uit. ontwikkelende knop

dochterknoppen

©

moedercel

Fig. 1.24

Naast knopvorming kan de ongeslachtelijke vermenigvuldiging ook gebeuren door het vormen van extra schimmeldraden.

72

Rol van micro-­organismen


Schimmels vormen een aparte groep binnen de micro-organismen. Je kunt ze vaak met het blote oog waarnemen omdat ze grote groepen vormen die aan elkaar ‘vastkleven’. Ze verschillen in bouw van de virussen en de bacteriën en hebben een bijzondere manier van voortplanting: – Schimmels kunnen zowel eencellige als meercellige organismen zijn. – Schimmels kunnen zich geslachtelijk voortplanten of ongeslachtelijk vermenigvuldigen (met knopvorming of door het vormen van extra schimmeldraden). Niet alle schimmels zijn schadelijk voor de gezondheid. Test jezelf: oefeningen 5 en 6

IN

AUDIO

Het grootste organisme op aarde is een schimmel. De Sombere Honingzwam (Armillaria ostoyae) heeft een wereldwijde verspreiding. In 1998 werd in Malheur National Forest in de Amerikaanse staat Oregon een ongewoon zware boomsterfte vastgesteld. Onderzoek wees uit dat de bomen bijna allemaal geïnfecteerd waren met deze Honingzwam. De grootste afstand tussen de geïnfecteerde bomen was bijna vier kilometer. Hieruit kon de grootte van de zwamvlok (het ondergrondse netwerk van alle draden van de schimmel) worden opgemaakt; hij nam maar liefst 965 hectare in beslag. Dat is evenveel als 1665 voetbalvelden. Bovendien werd het organisme op 2400 tot 8650 jaar oud geschat. AUDIO

N

Interessant om weten

VA

Fig. 1.25

ER LEVEN PADDENSTOELEN IN HUIS!

©

Paddenstoelen in huis zijn de nachtmerrie voor iedere huiseigenaar. Ze zien er misschien onschuldig uit, maar vaak zijn ze dat echt niet. Dikwijls zijn ze een signaal voor een vochtprobleem in de woning en dat kan erg nadelig zijn voor zowel de woning als de gezondheid.

1 Diversiteit in ­micro-organismen

73


2 P OSITIEVE ROL VAN MICRO-ORGANISMEN MICRO-ORGANISMEN VEROVEREN OOK DE SUPERMARKT 1

In de eerste graad leerde je dat bacteriën een belangrijke rol spelen bij de spijsvertering. Denk maar aan de werking van de darmflora. Ook op andere plaatsen in het menselijk lichaam zijn ze onmisbaar. De volledige verzameling van micro-organismen die op en in ons lichaam leven, noem je voortaan het microbioom.

Omschrijf het nut van het microbioom in de darmen.

Fig. 2.1

VA

INFO MICROBIOOM

N

a

IN

Los de volgende opdrachten op met behulp van de link achter de QR-code.

b

Waar of niet waar? Verklaar. ‘Je kunt de bacteriën in je darmen niet aanvullen.’

©

c

Fig. 2.2

Waarom is het microbioom van de huid zo belangrijk?

d

Hoe verklaar je dat producenten van schoonheidsproducten in de farmaceutische sector inzetten op een zogenaamde ‘milde reiniging van het gelaat’?

74

Rol van micro-­organismen


2

Bacteriën worden aan voeding toegevoegd. Zo bestaan er onder meer bacteriën die melk kunnen omzetten in kaas of yoghurt en is zuurkool (choucroute) niets anders dan witte kool die verzuurd is door bacteriën. In het volgende onderzoek ga je zelf kaas maken. Fig. 2.3

1

ONDERZOEKSVRAAG

IN

ONDERZOEK 2

Uit welk deel van de melk wordt er kaas gemaakt? 2 HYPOTHESE

N

3 BENODIGDHEDEN

VA

kookpot zeef twee plastieken bekertjes mengkom lepel volle melk kefir kruiden schoteltje

4 WERKWIJZE

Fig. 2.4

©

1 Meng de kefir door de melk. 2 Warm de melk op tot juist onder het kookpunt. Let op: tijdens het opwarmen, mag je niet roeren in de melk. 3 Wacht een drietal minuten. 4 Schep de bovendrijvende vlokken af met de zeef en breng ze in de mengkom. 5 Voeg naar smaak enkele kruiden toe zoals peper, zout ... 6 Prik gaatjes in de bodem van een plastieken bekertje. 7 Vul 1/3 van de beker met het mengsel van vlokken en kruiden. 8 Vul het andere bekertje met water en plaats het boven op het mengsel in het eerste bekertje. Je hebt dus een soort pers gemaakt. Zet de beide bekertjes op het schoteltje. 9 Laat de bekertjes gedurende een dag op elkaar staan. 10 Haal het kaasje uit de vorm. 11 Proef van je eigengemaakte kaas en van die van je klasgenoten.

2 Positieve rol van micro-organismen

75


5 WAARNEMING a

Wat gebeurt er bij stap 3?

b

Wat proef je bij stap 11?

6 BESLUIT

IN

Uit welk deel van de melk wordt er kaas bereid?

7 REFLECTIE

Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

N

Wie heeft de lekkerste kaas gemaakt?

VA

Waarom moet je de melk aan de kook brengen?

Waarom laat je de twee bekertjes een dag op elkaar staan?

Interessant om weten

©

Kefir is oorspronkelijk afkomstig uit de Kaukasus (een gebergte op de uiterste zuidoostelijke grens van Europa en het westen van Azië) en werd vermoedelijk ontdekt door een volk met de naam ‘Osseten’. Die stonden toen bekend om hun vitaliteit, hun hoge ouderdom en hun buitengewone gezondheid. Kefir heeft positieve effecten op het maag-darmstelsel en is rijk aan mineralen en vitaminen. Het geheim van de Osseten werd eeuwenlang bewaard. Pas in het begin van de 19e eeuw is het kefir-effect bekend geworden bij het grote publiek. Sindsdien is kefir wereldwijd de ‘drank van de honderdjarigen’ geworden en synoniem voor een dagelijkse bron van vitaliteit. Fig. 2.5

76

Rol van micro-­organismen

audio


3

Je kent ongetwijfeld nog andere voorbeelden waarbij micro-organismen op een positieve manier ingezet worden. a

Noteer een vijftal voorbeelden. Vermeld zeker om welk soort micro-organisme het gaat.

b

IN

Bekijk de video via de QR-code en beschrijf het grote voordeel van de cyanobacterie.

VIDEO

VA

N

Fig. 2.6

De meeste bacteriën zijn onschadelijk voor de mens. Sommige zijn zelfs erg nuttig en zorgen voor een optimale werking en bescherming van het menselijk lichaam.

©

De volledige verzameling van micro-organismen die op en in ons lichaam leven, is het microbioom. Bacteriën worden aan voedingsmiddelen toegevoegd. Ook in de farmaceutische sector wordt er ingezet op producten die het microbioom beïnvloeden. Test jezelf: oefening 7

audio

MICRO-ORGANISMEN VEROVEREN OOK DE SUPERMARKT In de supermarkten vind je tegenwoordig een uitgebreid gamma aan melkdrankjes met probiotica, producten waar micro-organismen aan toegevoegd zijn voor de smaak enzovoort.

2 Positieve rol van micro-organismen

77


3 B ESTRIJDEN VAN SCHADELIJKE MICRO-ORGANISMEN STERKER DAN JE DENKT! 1

Micro-organismen kunnen ons leven negatief beïnvloeden. Gelukkig zijn er middelen om ze te bestrijden.

a

Over welk type micro-organisme gaat dit artikel?

b

Met welk geneesmiddel wordt dit micro-organisme normaal gezien behandeld?

Met welk probleem wordt de wereld van de geneeskunde meer en meer geconfronteerd en wat betekent dat?

VA

d

VIDEO

N

c

ARTIKEL

IN

Lees het artikel dat achter de QR-code zit en los de vragen op. Bekijk ook zeker de video. Voor de antwoorden mag je ook extra informatie opzoeken.

Welke bacteriën vallen onder de groep van multiresistente bacteriën?

e

Wat zijn breedspectrumantibiotica?

Wat is de tegenhanger van breedspectrumantibiotica en waarom worden deze door artsen bij voorkeur gebruikt?

©

f

78

Rol van micro-­organismen


g

Op welke manieren kan de geneeskunde strijd voeren tegen resistente bacteriën?

h

Hoe wordt er in het artikel verklaard dat antibiotica nog te vaak onterecht worden voorgeschreven?

IN

i

Wat versta je onder ‘bacteriofaagtherapie’ en hoe verklaar je dat deze therapie niet altijd wordt aangewend in onze ziekenhuizen?

VA

N

Een belangrijk item binnen sensibilisering is het gebruik van posters en reclamespotjes. Op de website achter de QR-code vind je hiervan verschillende voorbeelden.

©

j

WEBSITE

ANTIBIOTICA Gebruik ze goed en enkel als het moet!

Fig. 3.1

Fig. 3.2

Het gebruik van antibiotica kent volgens deze website ook enkele vuistregels. Welke?

3 Bestrijden van schadelijke micro-organismen

79


2

De ontdekking van penicilline gebeurde in 1928 en was eigenlijk een toevallige ontdekking. Welke wetenschapper heeft een belangrijke rol gespeeld bij de ontdekking van dat antibioticum? Zoek via het internet informatie over hem en vul zijn ‘identiteitskaart’ in.

Verdienste op wetenschappelijk vlak:

VIDEO

IN

Hoe deed hij de ontdekking?

Naam:

Geboren:

Overleden:

N

Nationaliteit:

Je weet al dat bacteriën kunnen worden bestreden met behulp van antibiotica. Die hebben echter geen enkel effect op virussen en kun je dus niet gebruiken bij een virusinfectie. Maar hoe kun je virussen dan wel bestrijden?

VA

3

Fig. 3.3

Bekijk de video via de QR-code. a

Op welke manieren kun je virussen in het lichaam bestrijden?

b

Wat is het algemene principe van de werking van een vaccinatie?

©

80

Rol van micro-­organismen

VIDEO


c

Bespreek de eerste twee verschillende types van vaccinatie aan de hand van de video. type 1

/

voordelen

IN

omschrijving

type 2

nadelen

extra informatie

wordt niet vaak gebruikt

testing op mensen is nodig

De volgende vragen kun je oplossen door informatie in te winnen op de website. Beide types van vaccins hebben een gemeenschappelijke werking. Welke? Je kunt het antwoord formuleren aan de hand van figuur 3.4.

©

VA

d

N

WEBSITE

Fig. 3.4

3 Bestrijden van schadelijke micro-organismen

81


e

Is vaccinatie een voorbeeld van actieve of passieve immunisatie? Wat is het verschil?

f

Op welke andere manieren kan het lichaam aan (natuurlijke) passieve immunisatie doen?

g

IN

Je kunt gevaccineerd worden met levende (maar verzwakte virussen) of met dode virussen. Plaats een kruisje in de juiste tabel voor elk vaccin. verzwakt, levend virus

N

ziekte

dood virus

polio (kinderverlamming) mazelen rode hond

VA

griepvaccin (influenza) bof

meningitis (hersenvliesontsteking) rotavirus

h

Beschermt een vaccin je levenslang? Verklaar en geef een voorbeeld.

©

82

Rol van micro-­organismen

Fig. 3.5


Interessant om weten Virussen besmetten niet alleen mensen, maar kunnen ook andere organismen besmetten. Meestal zijn virussen specifiek voor bepaalde organismen. Toch worden soms virussen overgedragen van gewervelde dieren op de mens, zoals SARS-CoV-2. Dergelijke ziekte noemt men een zoönose. Veel ziektes zijn begonnen als zoönose, zoals onder andere ebola, hiv, lyme, pokken en rabiës.

rabiësvirus Fig. 3.6

IN

Rabiës is het virus dat hondsdolheid veroorzaakt. Mensen lopen het meestal op na een beet of via speeksel van geïnfecteerde honden, katten, vossen, vleermuizen of apen. Het is een dodelijke ziekte die niet in ons land voorkomt, maar wel opgelopen kan worden in Oost-Europa en Azië.

audio

Bacteriën en virussen kunnen mensen ziek maken. Het bestrijden ervan verschilt.

N

Een infectie veroorzaakt door bacteriën kan behandeld worden met behulp van antibiotica. – Er moet goed mee omgesprongen worden zodat de bacteriën niet resistent worden. – Er bestaat een verschil tussen breed- en smalspectrumantibiotica. – De ontdekking van penicilline gebeurde in 1928 door Alexander Fleming.

VA

Een infectie met een virus kan tegengegaan worden door immunisatie. – Dit kan zowel passief (via vaccinatie, moedermelk of navelstrengbloed) als actief door de ziekte zelf door te maken. – Het lichaam maakt antistoffen aan om het virus onschadelijk te maken. – Bij een vaccinatie worden er verzwakte of dode virussen (of deeltjes ervan) in het lichaam ingespoten. Het lichaam maakt ook hier antistoffen om een eventuele toekomstige infectie te bestrijden. – Vaccins bieden geen levenslange bescherming en dienen soms, afhankelijk van de ziekte, herhaald te worden. Test jezelf: oefeningen 8, 9 en 10

AUDIO

STERKER DAN JE DENKT!

©

Micro-organismen zijn microscopisch klein, maar toch is het niet vanzelfsprekend om ze te bestrijden. Soms blijken ze zelfs onaantastbaar en heel sterk te zijn.

3 Bestrijden van schadelijke micro-organismen

83


4 P ARASIETEN, EEN BIJZONDER GEVAL ZE BEZORGEN JE DE KRIEBELS! 1

Minstens één keer per schooljaar stuurt het CLB een brief waarin gemeld wordt dat er hoofdluizen gesignaleerd zijn. Die vallen onder de groep van de parasieten.

a

Omschrijf het begrip parasiet.

Hoeveel verschillende soorten parasieten zijn er bij de mens beschreven? Geef ook enkele concrete voorbeelden.

N

b

In de tabel op de volgende pagina’s staan vier namen van infecties die veroorzaakt worden door parasieten.

VA

2

IN

Zoek informatie op het internet om de volgende vragen te beantwoorden.

a b c d e f

Zoek bij iedere naam op wat de infectie inhoudt. Noteer de incubatietijd (dit is de tijd tussen de besmetting en het uitbreken van de eerste symptomen). Noteer de symptomen. Op welke manier kun je geïnfecteerd raken? Op welke manier kan de infectie behandeld worden? Koppel de juiste afbeelding aan de juiste parasiet.

©

A

C

84

Rol van micro-­organismen

B

D


a

b

c

d

e

f

a

VA

N

IN

toxoplasmose

b

c

trichomoniasis

©

d e

f

4 Parasieten, een bijzonder geval

85


a

enterobiasis

b

c

d

IN

e

f

a

c

d

VA

b

N

malaria

e

©

f

Parasieten zijn verantwoordelijk voor een hele reeks infecties en aandoeningen. Parasieten zijn organismen die zich alleen kunnen voortplanten ten koste van een ander organisme. Bij dieren leven ze op de huid of in de darmen. Test jezelf: oefening 11

ZE BEZORGEN JE DE KRIEBELS! De hoofdluis is een voorbeeld van een parasiet, die je letterlijk de kriebels kan bezorgen!

86

Rol van micro-­organismen

audio


! a h A ! a h A

SCHEMA

micro-organismen

IN

=

N

kleiner dan

(nm)

• bouw:       tot       delen: nucleïnezuur met       , de

en

VA

eventueel de omringende

: met gastcel

• kunnen niet/wel bestreden worden met

©

•          of        immunisatie

groter dan

• bouw: eencellig organisme met

(µm)

•                  : door te delen

• kunnen niet/wel bestreden worden met       ; opletten voor           • meestal onschadelijk, ook in het lichaam aanwezig =

bouw: eencellig of meercellig organisme

•               : ongeslachtelijke vermenigvuldiging (               of               ) of geslachtelijke voortplanting

AHA!

87


CHECKLIST helemaal begrepen

Wat ken/kan ik?

pg.

61

Ik kan het begrip ‘micro-organisme’ definiëren.

61, 62

Ik weet dat ‘micro-organismen’ een overkoepelende term is.

61, 62

Ik kan bacteriën en schimmels herkennen onder de microscoop.

66, 67

Ik kan virussen, bacteriën en schimmels van elkaar onderscheiden op basis van hun bouw.

66-70, 72

Ik kan virussen, bacteriën en schimmels van elkaar onderscheiden op basis van hun voortplanting.

70, 72

Ik ken het vakgebied van de microbiologie.

62

IN

Ik kan micro-organismen herkennen op basis van een beschrijving.

69, 71, 74, 75, 77

Ik weet hoe micro-organismen ons voedsel kunnen besmetten.

63, 71

Ik weet dat hygiëne heel belangrijk is bij het voorkomen van de verspreiding van micro-organismen.

63, 64

Ik begrijp de werking van antibiotica.

78

Ik ken het verschil tussen breed- en smalspectrumantibiotica.

78

Ik kan het effect van antibiotica op bacteriën uitleggen.

78, 79

Ik kan verklaren hoe antibioticaresistentie ontstaat.

78, 79

Ik kan het belang van een microbioom bespreken aan de hand van enkele voorbeelden.

74

Ik begrijp het belang van vaccinatie.

80

Ik ken het verschil tussen passieve en actieve immunisatie.

82

VA

N

Ik kan voorbeelden opsommen van de rol van micro-organismen in verschillende domeinen.

©

Je kunt deze checklist ook op

88

hier kan ik nog groeien

Rol van micro-­organismen

invullen bij je Portfolio.


TEST JEZELF Hoeveel verschillende kolonies kun je zien op de foto? Verklaar je antwoord.

VA

N

IN

1

Welke micro-organismen herken je op de afbeelding? Noteer de namen in de kadertjes.

©

2

Test jezelf

89


4

Welk type bacterie herken je op de afbeelding? Noteer de namen in de kadertjes. Kies uit: bacillen – vibrionen – spirillen – kokken

IN

3

Passen de volgende uitspraken bij een virus of bij een bacterie? Kruis aan.

Het is erg besmettelijk.

virus

N

uitspraak

bacterie

De meest voorkomende van die organismen zijn 1-5 µm lang.

VA

Lijkt in bouw op een echte cel, maar heeft enkele andere onderdelen.

Hecht zich vast aan een gastheer en geeft zo zijn materiaal door. Plant zich voort door in twee te delen.

Kan zich niet voortplanten buiten het lichaam van de gastheer.

Bekijk de onderstaande afbeeldingen en koppel de juiste tekening aan het juiste organisme.

©

5

90

Rol van micro-­organismen

tekening 1

gist

tekening 2

dierlijke cellen

tekening 3

cellen van een grassprietje


Zijn de volgende foto’s voorbeelden van een meercellige of een eencellige schimmel? Geef een verklaring.

IN

6

7

Niet elk micro-organisme heeft een schadelijk effect. Leg uit aan de hand van een concreet voorbeeld.

8

N

Hoe werkt antibiotica in de strijd tegen ziektes? Duid het juiste antwoord aan.

VA

Door antibiotica worden alleen bacteriën onschadelijk gemaakt. Door antibiotica worden alleen virussen onschadelijk gemaakt. Door antibiotica worden zowel bacteriën als virussen onschadelijk gemaakt. Door antibiotica wordt het lichaam aangezet tot het maken van meer antistoffen.

9

De bacterie MRSA is resistent voor veel verschillende antibiotica. Wat betekent dat?

10 Hoe verklaar je dat je in je kindertijd het vaccin tegen rode hond, mazelen en bof in één inspuiting samen hebt gekregen en dat dit op 10-11-jarige leeftijd moet worden vernieuwd?

©

11 Juist of fout? Verklaar. Elk virus is een parasiet.

Verder oefenen? Ga naar

.

Test jezelf

91


IN

N

VA

©


©

VA

N

IN

Warmte en temperatuur

RED ONZE AARDE

VERANDER JEZELF

1 VERBAND TUSSEN WARMTE EN TEMPERATUUR 2 THERMISCHE ENERGIE EN WARMTEBALANS 3 WARMTEHOEVEELHEID 4 WARMTE VASTHOUDEN

NIET DE NATUUR

93


Wat weet ik al over dit thema?

1

VA

N

2

IN

©

3

Wat wil ik nog te weten komen?

Bron: HLN.be

Ontdek deze en nog andere opties op

94

Warmte en temperatuur

.


1 VERBAND TUSSEN WARMTE EN TEMPERATUUR Is temperatuur hetzelfde als warmte? In het dagelijks taalgebruik worden de begrippen temperatuur en warmte door elkaar gebruikt. Zo heb je het vaak over warmte als je temperatuur bedoelt.

1

Vul de zinnen verder aan. Kies uit warmte of temperatuur. De hoger dan in de gang.

Chocolade smelt bij een specifieke

Zuiver water kookt altijd bij dezelfde

De aangenaam.

Men laat de voegen.

Als je een warm voorwerp aanraakt, voel je het verschil tussen de hand en het voorwerp.

.

.

die de radiator afgeeft, is

van het water stijgen door

toe te

van je

is exact en kun je meten met een meettoestel.

is een natuurkundige term voor thermische energie.

VA

– 2

Fig. 1.1

N

van de lucht in het klaslokaal is

IN

In de fysica zijn warmte en temperatuur twee verschillende grootheden. Ze houden wel verband met elkaar. Dat kun je aantonen met het volgende onderzoek.

Onderzoek 1 1

ONDERZOEKSVRAAG

Hoe verloopt de temperatuur als je een hoeveelheid water aan de kook brengt?

2 HYPOTHESE

risico­ analyse

©

3 BENODIGDHEDEN maatbeker (250 ml) bunsenbrander driepikkel met draadnet lucifers statief met klem digitale thermometer gedemineraliseerd water Fig. 1.2

1 Verband tussen warmte en temperatuur

95


4 WERKWIJZE 1

Vul de beker voor de helft met gedemineraliseerd water en plaats hem op het draadnet boven de bunsenbrander. Bevestig de thermometer aan het statief en dompel hem in de vloeistof zoals op figuur 1.2. Lees de temperatuur van het water af. Steek de bunsenbrander aan en verwarm het water. Lees de temperatuur af om de 60 s en noteer de waarden in de tabel.

2 3 4 5

5 WAARNEMING Θ (°C)

IN

t (s) 0 60 120

240 300 360 420

VA

480

N

180

De warmtetoevoer was tijdens het experiment constant / verschillend.

6 BESLUIT

Tijdens het verwarmen (vooraleer het water kookt): blijft de temperatuur gelijk. stijgt de temperatuur geleidelijk.

©

Zodra het water kookt: stijgt de temperatuur. blijft de temperatuur gelijk. daalt de temperatuur. De temperatuur loopt op tot

.

7 REFLECTIE

Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

96

Warmte en temperatuur


Verwerk de data uit de waarnemingen in een grafiek.

Θ (°C)

IN

100°C

t (s)

Wat gebeurt er als je het water in de maatbeker begint op te warmen? Er wordt energie afgegeven / onttrokken aan het water.

Fig. 1.3

N

Wat gebeurt er dan met de energie van de waterdeeltjes?

Verandert daardoor de temperatuur?

VA

Hoe zie je dat in de grafiek?

Dat proces gaat door tot het water kookt. Op dat moment gebeurt er iets bijzonders met de grafiek. Beschrijf dat.

Wat betekent dat voor de temperatuur?

©

Toch wordt er nog voortdurend thermische energie toegevoegd. Hoe kun je dat verklaren?

Formuleer nu het verband tussen temperatuur en warmte.

1 Verband tussen warmte en temperatuur

97


3

Bij een hogere temperatuur verandert de kinetische energie van de materiedeeltjes. Bekijk de video via het onlinelesmateriaal. a

Hoe verspreidt de inkt zich in het koude water?

b

Hoe verloopt de verspreiding van de inkt in het warme water?

c

Hoe kun je dat verklaren?

IN

Fig. 1.4

d

N

Je kunt dat vergelijken met botsautootjes. Hoe groter de snelheid van de autootjes, hoe meer botsingen er zullen zijn. Dankzij de kinetische energie van de materiedeeltjes kun je de grootheid ‘temperatuur’ meten. Verklaar dat aan de hand van de afbeelding van de alcoholthermometer in water dat opgewarmd wordt.

VA

thermometer

warm water

©

4

Fig. 1.5

Voor de grootheid temperatuur (zie thema 1) heb je twee symbolen leren kennen: Θ en T.

Vul de tekst in (naam + eenheid): a

98

Je gebruikt Θ als de temperatuur in

wordt gegeven, symbool:

.

Je gebruikt T als de temperatuur in

wordt uitgedrukt, symbool:

.

Warmte en temperatuur


b

Als de temperatuur stijgt (zowel in °C als in K) verandert de kinetische energie van de materiedeeltjes. Omcirkel op de afbeelding hieronder het juiste antwoord naast de pijl.

water kookt

N

absoluut nulpunt

IN

water bevriest

De gemiddelde kinetische energie van de materiedeeltjes neemt af / toe.

Fig. 1.6

c

De basis voor de Celsiusschaal heeft met water te maken. Op welke twee geijkte punten is de temperatuurschaal gebaseerd?

VA

d

Bij 0 K is de gemiddelde kinetische energie van de moleculen 0 J. Wat betekent dat?

e

Hoe heet dat punt?

f

Dat is de allerkoudste temperatuur die er bestaat. Geef hiervoor een verklaring.

©

g

Is er ook een maximumwaarde bij de grootheid temperatuur?

5

Als de temperatuur in 1 graad Kelvin omhoog gaat, dan gaat ook de temperatuur in graden Celsius met 1 graad stijgen. a

Hoe groot is de temperatuur in K bij 0 °C?

1 Verband tussen warmte en temperatuur

99


b

Hoe groot is de temperatuur in K bij 20 °C?

c

Reken ook de volgende temperaturen om. –

– 5 °C =

K

100 °C =

K

198 K =

°C

– 45 °C =

K

IN

Interessant om weten Er zijn drie temperatuurschalen die wereldwijd nog gebruikt worden. Wat is het verschil tussen die temperatuurschalen?

De Kelvinschaal begint bij het absolute nulpunt, en de graden stijgen met hetzelfde interval als bij de Celsiusschaal.

lichaamstemperatuur

kamertemperatuur

water bevriest koud

N

De Celsiusschaal wordt in het grootste deel van de wereld gebruikt. Celsius baseerde de schaal op het smelt- en kookpunt van water.

water kookt

cross-over punt

absoluut nulpunt

VA

In de VS wordt de Fahrenheitschaal nog gebruikt. In de oorspronkelijke versie van de Fahrenheitschaal was 0 °F de laagste temperatuur van een zoutoplossing en was 100 °F de lichaamstemperatuur van de mens.

Fig. 1.7

audio

In de dagelijkse omgangstaal wordt warmte vaak als synoniem voor temperatuur gebruikt. Warmte en temperatuur zijn echter twee verschillende grootheden. Ze houden wel verband met elkaar.

©

Temperatuur is een maat voor de gemiddelde kinetische energie van de materiedeeltjes in een stof. Door warmte, thermische energie, toe te voegen aan de stof of er energie aan te onttrekken, verandert de bewegingsenergie van de deeltjes. De temperatuur stijgt of daalt. Het absoluut nulpunt is de laagst mogelijke temperatuur waarbij materiedeeltjes geen kinetische energie meer hebben en dus niet meer in beweging zijn. Test jezelf: oefening 1

audio

Is temperatuur hetzelfde als warmte? Temperatuur en warmte zijn verschillend; je mag de begrippen zeker niet door elkaar gebruiken.

100

Warmte en temperatuur


2 THERMISCHE ENERGIE EN WARMTEBALANS Bewegen tot een perfecte balans? 1

Je weet dat energieoverdracht op drie verschillende manieren kan gebeuren. a

Noteer de correcte cijfer-lettercombinatie in de laatste kolom.

1

geleiding

A

Materie met een hoge temperatuur (veel kinetische energie) verplaatst zich naar een plaats waar de temperatuur lager is.

2

convectie

B

Er is een toename van de energie bij het voorwerp dat de energie ontvangt.

3

straling

C

De energie wordt via botsingen tussen de materiedeeltjes overgedragen.

Zet de correcte naam van de warmteoverdracht bij elke afbeelding.

koud water zinkt

VA

koud water zinkt

heet water stijgt

Fig. 2.1

Fig. 2.2

Fig. 2.3

Hoe kan een bepaalde temperatuur door de ene persoon warm aangevoeld worden en door de andere koud? Dat ontdek je door een duik in een zwembad te nemen. Bekijk de video via het onlinelesmateriaal. a

Hoe kun je met dit experiment aantonen dat eenzelfde temperatuur anders kan waargenomen worden? Leg het uit aan de hand van de tekening.

©

2

combinatie

N

b

omschrijving

IN

overdracht

10 °C

30 °C

20 °C

Fig. 2.4

2 Thermische energie en warmtebalans

101


b

Bij de zwemmer die van onder de warme douche komt (30 °C), is de kinetische energie van de moleculen van zijn lichaam groter / kleiner dan die van de watermoleculen.

c

Hoe verloopt de energiestroom in dat geval?

d

Leg uit hoe de energiestroom verloopt bij de persoon die van onder de koude douche (10 °C) in het water springt.

Je kunt nu zelf een omschrijving geven voor het begrip ‘warmte’.

IN

e

f

Welke van de drie manieren van energieoverdracht zijn hier van toepassing?

Warmte (warmtehoeveelheid) is een grootheid. Het symbool is Q en de eenheid de joule. Vul de tabel in.

N

g

grootheid

SI-eenheid

symbool

De energieoverdracht gaat door tot er evenwicht is.

VA

3

symbool

Bekijk de video via het onlinelesmateriaal. water 10 °C

nagel

©

200 °C

Fig. 2.5

a De nagel heeft een hogere temperatuur dan het water. Dat betekent dat de nagel een hogere / lagere kinetische energie heeft dan het water. Als die nagel in het water gedompeld wordt, geeft hij warmte af aan / neemt hij warmte op van het water.

b

Wat is het gevolg hiervan?

102

Warmte en temperatuur


c

Wat doet de nagel als hij in het water gebracht wordt?

d

Hoelang gaat dat door?

e

Hoe noemt men die situatie?

f

Op dat moment is de opgenomen warmte gelijk aan de afgegeven warmte.

4

.

IN

Dat is de Met een blokschema kun je een warmtestroom verduidelijken.

Vul de figuur verder aan. Denk hiervoor terug aan de inleidende video bij opdracht 3.

0 °C

N

60 °C

Fig. 2.6

VA

Energieoverdracht kan op drie verschillende manieren gebeuren: – Bij geleiding wordt de energie via botsingen tussen de materiedeeltjes overgedragen. – Bij convectie verplaatst materie met veel energie (hoge temperatuur) zich naar een plaats waar de temperatuur lager is. – Bij straling is er een toename van de energie bij het voorwerp dat de straling ontvangt. Warmte is de hoeveelheid energie die overgaat van een voorwerp met een hoge temperatuur (grote kinetische energie) naar een voorwerp met een lage temperatuur (lage kinetische energie).

Een hoeveelheid warmte stel je voor met het symbool Q. De eenheid is de joule (J). De warmtehoeveelheid is een maat voor de hoeveelheid energie die zich verplaatst.

©

De overdracht gaat door tot er een evenwicht is. De gemiddelde kinetische energie van beide voorwerpen is dan even groot. Ze hebben eenzelfde temperatuur. Er is een thermisch evenwicht of warmtebalans. Je kunt dat principe voorstellen met een blokschema. Test jezelf: oefeningen 2, 3, 4, 5 en 6

audio

Bewegen tot een perfecte balans? Bij opwarmen of afkoelen is er inderdaad een stroming van kinetische energie tot de temperatuur in balans is.

2 Thermische energie en warmtebalans

103


3 WARMTEHOEVEELHEID Zijn er factoren die de hoeveelheid warmte beïnvloeden? 1

Je weet al dat als je een gloeiende spijker in een beker water legt, de temperatuur van het water toeneemt. De hoeveelheid warmte die nodig is om een temperatuurverandering te veroorzaken, is afhankelijk van een aantal factoren. Je onderzoekt deze factoren aan de hand van een aantal experimenten.

1

ONDERZOEKSVRAAG

IN

Onderzoek 2

Welke rol speelt de hoeveelheid vloeistof bij de warmteoverdracht van een gloeiende spijker naar een vloeistof? 2 HYPOTHESE

N

3 BENODIGDHEDEN

VA

twee maatbekers (400 ml) bunsenbrander driepikkel met draadnet lucifers statief met klem thermometer water op kamertemperatuur metalen tang twee identieke spijkers roerstaaf

4 WERKWIJZE

Giet 100 ml water in de eerste maatbeker. Bevestig de thermometer aan het statief en dompel hem in de vloeistof. Lees de temperatuur van het water af. Verwarm de spijker tot hij roodgloeiend is. Breng de gloeiende spijker in het water. Roer met de roerstaaf en lees de temperatuur af op het moment dat ze niet meer verandert (eindtemperatuur). 7 Herhaal stappen 1 tot en met 6 voor de tweede beker, waarin je 200 ml water giet.

©

1 2 3 4 5 6

104

Warmte en temperatuur


5 WAARNEMING beker 1

beker 2

begintemperatuur van water eindtemperatuur water + spijker

In de beker met de grootste hoeveelheid water is de temperatuur het

gestegen.

6 BESLUIT Als de hoeveelheid water toeneemt, is de temperatuurstijging

IN

.

7 REFLECTIE

Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

N

De warmtehoeveelheid die je toevoegt of onttrekt aan een voorwerp kun je niet meten. Je kunt wel een verband zoeken tussen de temperatuurverandering en de warmtehoeveelheid die je toevoegde of onttrok. De temperatuurverandering is dan een maat voor de warmtehoeveelheid. Welke factoren kunnen de warmtehoeveelheid die nodig is om een temperatuurverandering te veroorzaken beïnvloeden? De eerste factor heb je zonet onderzocht.

VA

Bedenk voor elke factor die je noteerde bij de reflectie een onderzoek. Je start telkens van onderzoek 2 en past één variabele aan. a

Noteer je onderzoeksvragen.

©

2

3 Warmtehoeveelheid

105


b

Voer één onderzoek uit. Markeer bij a de onderzoeksvraag die bij je onderzoek hoort.

c

Maak een verslag van het onderzoek aan de hand van het sjabloon dat je vindt via het onlinelesmateriaal.

De hoeveelheid warmte die nodig is om een temperatuurverandering te veroorzaken is afhankelijk van onder meer de soort materie en de massa van de materie. Test jezelf: oefeningen 7, 8 en 9

IN

audio

Zijn er factoren die de hoeveelheid warmte beïnvloeden?

©

VA

N

Er zijn inderdaad heel wat factoren die maken of een voorwerp veel of weinig warmte kan opnemen.

106

Warmte en temperatuur


4 WARMTE VASTHOUDEN Laat de warmte niet ontsnappen! Misschien heb je de onderstaande afbeelding al in andere vakken besproken. Maak gebruik van de website via het onlinelesmateriaal om een antwoord op de vragen te formuleren.

VA

N

IN

1

a

Fig. 4.1

Welke informatie krijg je van de afbeelding?

b

Hoeveel targets moeten er gehaald worden?

In de omgangstaal wordt deze informatie met een drieletterwoord voorgesteld. Welk woord is dat?

©

c

d

Waarvoor staan deze drie letters?

e

Wie zijn de auteurs?

f

Voor welke periode zijn ze geldig?

4 Warmte vasthouden

107


g

Wat is het algemene overkoepelende doel?

h

Hoe worden de SDGs onderverdeeld?

Door onder andere in de lessen natuurwetenschappen over deze afbeelding (figuur 4.1) te spreken, ga je aan de slag met de vierde doelstelling. Het is immers de bedoeling dat je de kennis en de vaardigheden onder de knie krijgt om duurzame ontwikkeling te bevorderen. Dat begint bij het leren begrijpen van de complexe wereld waarin je leeft.

IN

2

Omcirkel in figuur 4.1 de doelen die je in verband kunt brengen met de leerstof van het afgelopen schooljaar.

Elk land moet er zelf voor zorgen dat alle doelen gerealiseerd worden. Zo is er de doelstelling om tegen 2050 klimaatneutraal te zijn. Hiervoor is er een vermindering van het CO2-gehalte en een energiebesparing nodig. a

Wat betekent klimaatneutraal?

VA

N

3

b

Fig. 4.2

In het thema ‘Omzetting en transport van energie’ verzamelde je kennis in verband met duurzaam energieverbruik. Noteer vier begrippen die hiermee verband houden.

In dit thema leerde je wat warmtetransport is en dat warmte zich op drie verschillende manieren kan verplaatsen. In bepaalde contexten is het echter van belang dat warmte zich niet verplaatst. Noteer hiervan vier voorbeelden.

©

c

4

Om die SDGs te bereiken kan iedereen zijn steentje bijdragen. Zo kun je er bijvoorbeeld voor zorgen dat het warmteverlies uit je huis tot het minimum beperkt wordt. Maak gebruik van het internet om een antwoord te vinden op de volgende vragen. a

Welk toestel kun je gebruiken om ‘warmteverlies’ op te sporen?

108

Warmte en temperatuur


b

Hoe werkt dat toestel?

c

Hoe lees je een thermofoto?

3D

Bekijk de afbeelding. Waar is er veel warmteverlies bij het huis dat volledig gefotografeerd is?

e

Het huis rechts is hoofdzakelijk blauw gekleurd. Hoe komt dat?

Op de onderstaande tekening kun je zien op welke manier er nog warmte in een huis verloren kan gaan, namelijk via koudebruggen. Dat zijn onderbrekingen van de thermische isolatie, met warmteverlies tot gevolg. Noteer er twee.

VA

f

Fig. 4.3

N

d

IN

convectie

geleiding + straling

©

convectie

zonnestraling

geleiding + straling

Fig. 4.4

4 Warmte vasthouden

109


5

Je leerde in een vorig thema dat een energielabel laat zien hoe energiezuinig elektrische toestellen zijn. Ook voor gebouwen bestaat zo een label. Raadpleeg via het onlinelesmateriaal de website over energiesparen en beantwoord de vragen. a

Hoe heet het energielabel voor gebouwen?

b

Waarvoor staat dat drieletterwoord?

Wat is het precies?

Fig. 4.5

d

Welke informatie krijg je?

e

Hoe lees je het label?

VA

N

IN

c

f

Waarom is het EPC-certificaat een belangrijk document voor een huurder?

6

De Vlaamse regering wil met het Renovatiepact tegen 2050 alle Vlaamse woningen en appartementen minstens even energiezuinig maken als een energetische nieuwbouwwoning van 2017. Ga via het onlinelesmateriaal naar de website van de Vlaamse overheid om een antwoord te vinden op de vragen. Wat is het Renovatiepact?

©

a

b

Wat wordt bedoeld met ‘energiezuinig zoals een energetische nieuwbouwwoning van 2017’?

c

Via welke vier instrumenten probeert de Vlaamse overheid dat te realiseren?

110

Warmte en temperatuur


7

Concreet betekent dat dat de Vlaamse regering energiebesparende investeringen aanmoedigt. Wat hiermee bedoeld wordt, ontdek je aan de hand van een ontdekplaat. a

Welke energiebesparende maatregelen worden voorgesteld?

ontdekplaat

b

Hoe werkt isolatie?

IN

c

Op welke twee manieren werkt de bouwsector actief mee om het ‘warmteverlies’ te beperken?

d

N

Leg met je eigen woorden uit hoe isolatie kan zorgen voor –

een lage energierekening

VA

optimaal comfort

geen of minder ontwikkeling van vocht of schimmel

©

een positieve bijdrage aan de bescherming van het milieu

e

Welk probleem kan er ontstaan bij gebrek aan ventilatie?

4 Warmte vasthouden

111


8

Vroeg geleerd is oud gedaan. Bekijk eerst de video via het onlinelesmateriaal. a

Hoe stel je de centrale verwarming het best in als je vertrekt op wintervakantie? Verklaar je antwoord.

Schrap het foutieve antwoord. Hoe groter het temperatuurverschil tussen de kamertemperatuur in het gebouw en de buitenlucht, hoe meer / minder je moet verwarmen om de binnentemperatuur op peil te houden. Om zo zuinig mogelijk te moeten verwarmen, moet je zo veel / zo weinig mogelijk isolatie in het gebouw aanbrengen.

Interessant om weten

N

b

IN

Met een slimme thermostaat kun je energie besparen en de verwarmingsregeling in huis optimaliseren.

©

VA

De slimme thermostaat is een onderdeel van geconnecteerde apparaten. Hij kan informatie verzamelen, verwerken en via internet doorsturen. Dat biedt je heel wat nieuwe mogelijkheden: – Je kunt de verwarming bedienen met een app op je smartphone. De verwarming hoger of lager zetten, kan dus terwijl je naar huis aan het rijden bent. – Je kunt je energieverbruik volgen. – Je kunt de verwarming instellen per kamer of zone. Daarvoor moeten de knoppen op de radiatoren vervangen worden door speciale radiatorknoppen met ingebouwde temperatuurmeter en afstandsbediening. – Er bestaan zelfs modellen die aangesloten zijn op een soort gps-systeem waarbij je smartphone aangeeft waar je precies bent. Als je bijna thuis bent, stuurt je smartphone een signaal waardoor de verwarming aangezet wordt.

112

Warmte en temperatuur

Fig. 4.6

audio


Wereldwijd werden duurzame ontwikkelingsdoelen (SDG) ontwikkeld om ervoor te zorgen dat iedereen een betere toekomst kan krijgen. Elk land moet ervoor zorgen dat alle doelen gerealiseerd worden. Om het doel te bereiken voor betaalbare en duurzame energie wordt in Vlaanderen sterk ingezet op het isoleren van woningen.

Test jezelf: oefening 10

Laat de warmte niet ontsnappen!

audio

IN

Goede isolatie zorgt voor: – een lage energierekening – optimaal comfort – geen of minder ontwikkeling van vocht of schimmel – een positieve bijdrage aan de bescherming van het milieu

©

VA

N

Als je warmte laat ontsnappen, zal je energierekening hoog zijn en je comfort laag.

4 Warmte vasthouden

113


! a h A ! a h A

samenvatting

1

Verband tussen warmte en temperatuur

vaak als synoniem voor

In de dagelijkse omgangstaal wordt

gebruikt.

Ze houden wel verband met elkaar. Temperatuur is een maat

.

IN

Warmte en temperatuur zijn echter twee

van de

materiedeeltjes in een stof. Door warmte, thermische energie, toe te voegen aan de stof of er energie aan te

N

onttrekken, verandert de bewegingsenergie van de deeltjes. De temperatuur stijgt of daalt.

is de laagst mogelijke temperatuur waarbij materiedeeltjes geen

Het

kinetische energie meer hebben en dus niet meer in beweging zijn. 2

Thermische energie en warmtebalans

VA

Energieoverdracht kan op drie verschillende manieren gebeuren: –

Bij

wordt de energie via botsingen tussen de materiedeeltjes overgedragen.

Bij

verplaatst materie met veel energie (hoge temperatuur) zich naar een

plaats waar de temperatuur lager is.

Bij

is er een toename van de energie bij het voorwerp dat de straling ontvangt.

Warmte is de

die overgaat van een voorwerp met een

(grote kinetische energie) naar een voorwerp met een

©

(lage kinetische energie).

Een hoeveelheid warmte stel je voor met het

. De eenheid is de

De warmtehoeveelheid is een maat voor de De overdracht gaat door tot er een

. is. De gemiddelde kinetische energie van beide

voorwerpen is dan even groot. Ze hebben eenzelfde temperatuur. Er is een of Je kunt dat principe voorstellen met een

114

Warmte en temperatuur

.

. .


3

Warmtehoeveelheid De hoeveelheid warmte die nodig is om een temperatuurverandering te veroorzaken is afhankelijk van onder meer de soort materie en de massa van de materie.

4

Warmte vasthouden Wereldwijd werden duurzame ontwikkelingsdoelen (SDG) ontwikkeld om ervoor te zorgen dat iedereen een betere toekomst kan krijgen. Elk land moet ervoor zorgen dat alle doelen gerealiseerd worden.

van woningen.

©

VA

N

Goede isolatie zorgt voor:

IN

Om het doel te bereiken voor betaalbare en duurzame energie wordt in Vlaanderen sterk ingezet op het

AHA!

115


CHECKLIST helemaal begrepen

Wat ken/kan ik?

pg. 95

Ik kan het verband tussen de grootheden temperatuur en warmte toelichten.

95-97

Ik begrijp dat de kinetische energie van materiedeeltjes wijzigt bij veranderende temperatuur.

97, 98

Ik kan uitleggen dat je de grootheid temperatuur kunt meten dankzij de kinetische energie van materiedeeltjes.

98

Ik kan de eenheid van temperatuur gebruiken in metingen.

98, 99

Ik kan het verband tussen de Celsiusschaal en de Kelvinschaal illustreren.

99, 100

Ik ken het begrip ‘absoluut nulpunt’.

99

IN

Ik kan de begrippen temperatuur en warmte in functie van een context juist gebruiken.

99

Ik ken de drie verschillende vormen van warmteoverdracht.

101

Ik kan met een experiment toelichten dat een bepaalde temperatuur anders kan aanvoelen.

101

Ik ken de eenheid van warmtehoeveelheid.

102

Ik kan de begrippen thermisch evenwicht en warmtebalans toelichten aan de hand van een experiment.

102, 103

Ik kan een warmtestroom verduidelijken aan de hand van een blokschema.

103

Ik ken de factoren die de hoeveelheid warmte die nodig is om een temperatuurverandering te veroorzaken, beïnvloeden.

104, 105

Ik kan de invloed van elk van deze factoren aan de hand van een experiment toelichten.

104, 105

Ik kan zelfstandig een wetenschappelijk onderzoek uitvoeren.

105

Ik weet wat SDGs zijn.

107

Ik kan de SDGs in verband brengen met de leerstof van het afgelopen schooljaar.

107, 108

Ik weet wat klimaatneutraal betekent.

108

Ik weet met welk instrument je ‘warmteverlies’ opspoort en ik kan uitleggen hoe het werkt.

109

Ik kan een thermofoto lezen.

109

Ik weet welke koudebruggen er kunnen voorkomen in een woning.

109

Ik kan uitleggen wat een EPC-certificaat is en welk nut het heeft.

110

Ik weet wat het Renovatiepact is.

110

Ik kan de drie grote energiebesparende maatregelen die de Vlaamse regering voorstelt toelichten.

111

©

VA

N

Ik weet dat de grootheid temperatuur geen bovengrens heeft.

Je kunt deze checklist ook op

116

hier kan ik nog groeien

Warmte en temperatuur

invullen bij je Portfolio.


TEST JEZELF 1

Leg uit dat de begrippen warmte en temperatuur geen synoniemen zijn.

2

Waarom is het niet gezond om lang in een jacuzzi te zitten die een temperatuur heeft van 38 °C?

IN

Op een winderige winterdag is de gevoelstemperatuur lager dan de echte omgevingstemperatuur. Leg uit waarom het kouder voelt dan het in werkelijkheid is.

N

3

Thermoregulatie is een voorbeeld van thermisch evenwicht. Leg uit wat er fout loopt bij de volgende voorbeelden.

VA

4

– Door het dragen van te dikke kleding kun je verhit geraken.

– Het lichaam van een drenkeling raakt in ijskoud water snel onderkoeld.

Aan de rand van een openluchtzwembad staat een klein schaaltje gevuld met water. Na een hele dag zomerzon is het water in het schaaltje behoorlijk warm. Is het water in het zwembad even warm? Verklaar.

©

5

6

In een groot bekerglas giet je twee gelijke hoeveelheden water. De ene hoeveelheid water heeft een temperatuur van 20 °C en de andere 60 °C. –

Wat is de eindtemperatuur van de totale hoeveelheid water?

Test jezelf

117


Stel deze situatie voor aan de hand van een blokschema.

7

Na een weekendje aan zee midden in de winter verwarmt de woonkamer vrij snel, maar de meubels blijven nog lang koud aanvoelen. Hoe komt dat?

IN

8

Op de afbeelding zie je hoe je van je ventilator een airco kan maken. Hoe werkt dat?

N

Leg uit hoe een thermosfles de drie verschillende vormen van warmteoverdracht verhindert.

VA

9

spiegelende laag

binnenwand

buitenwand glas

glas

vacüum

©

10 Hoe kun je verklaren dat de dakisolatie in een rijhuis belangrijker is dan de isolatie van de zijgevels?

Verder oefenen? Ga naar

118

Warmte en temperatuur

.


IN

Interpreteren van formules cafeïne

SUIKER

VA

N

glycerol

Fe

Fe2O3 ijzerroest

©

ijzer

1 MOLECULEN EN ATOMEN 2 MOLECUULFORMULES

O2

O3

zuurstofgas

ozon


Wat weet ik al over dit thema?

1

IN

Met dank aan de chemie: ein kennen we het geheim van hedelijk t perfecte kopje espresso

N

2

Hoe zet je de perfecte espresso? Chemici en wiskundigen beantwoorden die vraag in het vakblad Matter. Hun conclusie: barista’s moeten de bonen iets grover malen en er minder van gebruiken. Alleen dan zet je een kopje waarin alle smaken goed vertegenwoordigd zijn.

VA

Chemicus Bert Weckhuysen (Univ ersiteit Utrecht) noemt het onderzoe k grappig en origineel. “Ze vertalen methoden uit de chemische indu strie naar het zetten van espresso”, zegt hij. Bovendien is de vraag die de onderzoekers stellen ook van maa tschappelijk belang. “Ik sta nu op een congres en zie een lange rij bij de koffieautomaat. Als je were ldwijd alle koffie kunt zetten in iets mind er tijd en met minder bonen, is dat natuurlijk de moeite waard.”

3

©

© Koninklijk Belgisch Instituut voor Ruimte-Aeronomie

Stevenen we af op een record voor het gat in de ozonlaag boven Antarctica? Modellen voorspellen weinig goeds erg groot zijn en Het gat in de ozonlaag boven het Zuidpoolgebied zal dit jaar te wijten aan de is ozongat grote Het record. een op af we mogelijk stevenen in de hogere weersomstandigheden in het gebied, het is er uitzonderlijk koud luchtlagen.

V

maar oorlopig gaat het om voorspellingen, waarnemingen zijn er nog niet, een erg afhankelijk van welk model er gebruikt wordt, krijgen we dit jaar ofwel record. nieuw een misschien of ozongat uitgesproken

120

Interpreteren van formules

Wat wil ik nog te weten komen?

Bron: VRT NWS

Ontdek deze en nog andere opties op

Bron: www.demorgen.be - 15/12/2020 - Dit artikel werd gereproduceerd met toestemming van de uitgever, alle rechten voorbehouden. Elk hergebruik dient het voorwerp uit te maken van een specifieke toestemming van de beheersvennootschap License2Publish: info@license2pub lish.be.

.


1 MOLECULEN EN ATOMEN Wat is de relatie tussen atomen en moleculen? 1

In het thema over atoombouw heb je geleerd dat de atomen in moleculen zich kunnen losmaken van elkaar tijdens een chemische reactie. Die atomen kunnen zich herschikken en zich combineren tot andere moleculen.

+

Fig. 1.1

IN

+

Hoog tijd om die moleculen en atomen verder te bestuderen. Bekijk de animatiefilm bij het onlinelesmateriaal. a

Wie of wat is Harry?

Wat gebeurt er als Harry een soortgenoot tegenkomt?

N

b

c

Wat stelt Odette voor?

Wat gebeurt er als de waterstofatomen botsen met een zuurstofatoom?

VA

d

.

e

Wanneer moleculen zich met elkaar verbinden, ontstaat een heel belangrijk biologisch organisatieniveau. Welk is dat?

In de video komen een paar symbolische notaties voor. Je ziet ze opgesomd in de tabel hieronder. Wat betekenen ze en gaat het om atomen of moleculen? notatie

©

f

betekenis

atoom/molecule

H

H2

H2O

O

1 moleculen en atomen

121


g

Je kunt nu zeker het verschil tussen een atoom en een molecule verwoorden. Doe dat aan de hand van het deeltjesmodel dat is afgebeeld.

+

Fig. 1.2

Je hebt ook al een aantal atoomsoorten of elementen leren kennen. Tot nu toe waren dat de eerste achttien elementen uit het periodiek systeem. Nu kun je de lijst verder uitbreiden.

IN

2

Vul de tabel verder in. Gebruik daarvoor het periodiek systeem. atoom­ nummer

naam

1

symbool

atoom­ nummer

naam

symbool

19

2

20

N

26 29

30 35

47

VA

48

50 53

79

80 82

©

92

3

Deze atoomsoorten komen voor in veel verschillende moleculen. Bekijk de video hierover via het onlinelesmateriaal. a

Hoe groot zijn moleculen?

122

Interpreteren van formules

FLASHCARDS


b

Hoeveel verschillende atoomsoorten zijn er?

c

Hoe kunnen atomen een molecule vormen? lucht

In de video wordt de samenstelling van lucht besproken. Stel die samenstelling voor met behulp van zelfgetekende molecuulmodellen (deeltjesmodellen) in figuur 1.3.

Tip

Fig. 1.3

IN

d

In molecuulmodellen worden atomen met een welbepaalde kleur weergegeven. kleur

atoom

kleur

atoom

kleur

waterstof

wit

koolstof

zwart

zuurstof

rood

stikstof

blauw

fosfor

oranje

zwavel

geel

fluor

lichtgeel/ lichtgroen

chloor

groen

broom

donkerrood

paars

titanium

grijs

natrium

violet

zalmroze

edelgassen

cyaan

jood

VA

boor

N

atoom

Interessant om weten

Ook een DNA-streng is een voorbeeld van een molecule. Het is een erg complexe macromolecule die bestaat uit een aaneenkoppeling van kleinere moleculen. Ze bevindt zich in de celkern. DNA is de Engelse afkorting voor desoxyribonucleïnezuur en vormt het totaalpakket van de erfelijke eigenschappen bij organismen.

3D

Fig. 1.4

audio

©

Atomen zijn de bouwstenen van een molecule. Atomen kunnen zich met elkaar verbinden om een molecule te vormen. Test jezelf: oefeningen 1 en 2 audio

Wat is de relatie tussen atomen en moleculen? Een molecule bestaat uit atomen.

1 moleculen en atomen

123


2 MOLECUULFORMULES Het geheimschrift van de chemicus ontcijferd! 1

Moleculen zijn opgebouwd uit atomen die zich met elkaar verbinden. Er zijn ontzettend veel combinaties en soms lijken die erg op elkaar. Lees het artikel dat je terugvindt bij het onlinelesmateriaal. a

Hoe wordt ozon omschreven?

b

IN

In de tabel zie je de vergelijking tussen ozon en zuurstofgas. Vul de tabel verder aan.

N

Fig. 2.1

Fig. 2.2

Hoeveel moleculen staan er afgebeeld? Uit welke atomen is de stof opgebouwd?

VA

Hoeveel atomen zijn er afgebeeld?

Wat is de naam van de stof?

2

Een deeltjesmodel is een mooie voorstelling, maar is niet altijd even gebruiksvriendelijk. Een symbolische schrijfwijze is dus nodig. Door het aantal atomen in een molecule te tellen, heb je al een eerste deel van het geheimschrift van de chemicus ontcijferd. a

Zuurstofgas noteer je verkort als O2. Wat betekent dat concreet?

©

b

Op dezelfde manier kun je een molecule ozon noteren. Noteer die korte notatie.

3

Die verkorte notatie van een chemische stof noem je voortaan de molecuulformule of kortweg formule. In zo’n formule staan de symbolen genoteerd van de atomen waaruit de molecule is samengesteld. Uiteraard kunnen alleen zuivere stoffen voorgesteld worden door een molecuulmodel en door een formule.

124

Interpreteren van formules


a

Bij de stoffen ‘zuurstofgas’ en ‘ozon’ merk je op dat er ook een getal wordt vermeld rechts onderaan van het symbool. Dat getal noem je de ‘index’. Wat vertellen de indexen bijvoorbeeld in de stof CO2?

b

Er gelden nog enkele afspraken. – – –

5

IN

4

Soms heb je meer dan één molecule van een stof nodig bij het uitvoeren van een stofomzetting. Als dat het geval is, dan noteer je een getal voor de molecule. Dat getal noem je voortaan de ‘coëfficiënt’. Bijvoorbeeld: vijf moleculen water noteer je kortweg als 5 H2O.

Fig. 2.3

Index 1 en coëfficiënt 1 worden nooit in een formule genoteerd. De symbolen van de elementen staan in een welbepaalde volgorde. De formule verandert niet als de aggregatietoestand verandert.

Het wordt vast helemaal duidelijk als je enkele voorbeelden bestudeert. –

Stikstofgas

formule

aantal moleculen

N

molecuulmodel

drie moleculen stikstofgas:

VA

Fig. 2.4

Natriumchloride (keukenzout) molecuulmodel

formule

aantal moleculen

twee moleculen natriumchloride:

©

Fig. 2.5

Methaan (belangrijkste component van aardgas) molecuulmodel

formule

aantal moleculen

één molecule methaan:

Fig. 2.6

2 Molecuulformules

125


Interessant om weten De IUPAC-naamgeving is een systematische manier om elementen en chemische verbindingen te benoemen. Die werkwijze is te danken aan de organisatie ‘International Union of Pure and Applied Chemistry’ (IUPAC). Deze organisatie werd opgericht in de Verenigde Staten in 1919. Ze houdt zich bezig met het opstellen en uitbreiden van standaardwaarden die van toepassing zijn in de chemie in de breedste zin van het woord. audio

Fig. 2.7

IN

Een molecule kun je voorstellen door een molecuulformule of kortweg formule. Alleen zuivere stoffen kunnen voorgesteld worden door een formule.

In de formule duidt een index het aantal atomen van een bepaald element aan. Een coëfficiënt duidt het aantal moleculen aan. coëfficiënt

N

3 H2O

index

Een formule is karakteristiek voor een zuivere stof en onafhankelijk van de aggregatietoestand.

audio

VA

Test jezelf: oefening 3

Het geheimschrift van de chemicus ontcijferd!

In een chemische formule staan symbolen en getallen. De betekenis daarvan is zo duidelijk omschreven dat er eigenlijk niets ‘geheim’ aan is.

Over formules en hun namen valt niet te twisten In het dagelijks leven kom je in contact met heel wat chemische stoffen, elk met hun eigen formule en naam. Je maakt een onderscheid tussen enkelvoudige stoffen en samengestelde stoffen.

©

1

Zoals je al weet, is lucht een mengsel. In dat mengsel zitten vooral enkelvoudige stoffen.

Fig. 2.8

126

Interpreteren van formules


a

Een enkelvoudige stof is een stof die opgebouwd is uit één soort atomen. Bestudeer de afbeelding van droge lucht (fig. 2.8). Hoeveel enkelvoudige stoffen zitten er in lucht? Welke zijn het?

b

Een samengestelde stof is opgebouwd uit meer dan één soort atomen. Hoeveel samengestelde stoffen zitten er in lucht? Welke zijn het? Geef de formule en de naam.

IN

De naam van een enkelvoudige stof is de combinatie van de naam van het element en een voorvoegsel dat de index weergeeft. Als de index 1 is, dan wordt die niet vernoemd. a

Bij onderzoek 1 in het thema Periodiek systeem heeft de leerkracht gewerkt met twee metalen. –

Welke? Noteer de symbolen.

Bij metalen zijn de moleculen opgebouwd uit één atoom. De naam van de metalen is dan ook gewoon de naam van het element. Welke naam krijgen Na en K dan?

Als er een index in de formule staat (verschillend van 1), dan wordt er een voorvoegsel in de naam van de formule gebruikt. De meest gebruikte voorvoegsels kun je aanvullen in de tabel.

VA

b

N

2

index

voorvoegsel

mono

2

3

5

tetra

Pas dat toe voor de enkelvoudige stoffen die in lucht voorkomen. Gebruik eventueel je periodiek systeem.

©

c

1

2 Molecuulformules

127


Samengestelde stoffen een naam geven, is iets moeilijker. Maar aan de hand van enkele voorbeelden lukt het vast. a

Formule: MgO – Je noemt de naam van het eerste element ‘magnesium’. – Je noemt het eerste deel van de Latijnse naam van het tweede element ‘ox’. – Je voegt het achtervoegsel ‘ide’ toe. – Naam: magnesiumoxide

MgO

magnesium + ox + ide magnesiumoxide

Formule: CO2 – Naam van het eerste element ‘koolstof’ – Eerste deel van de Latijnse naam van het tweede element ‘ox’ met het voorvoegsel ‘di’ – Achtervoegsel ‘ide’ – Naam: koolstofdioxide

c

Formule: Fe2O3 – Naam van het eerste element ‘ijzer’ met voorvoegsel 2 – Eerste deel van de Latijnse naam van het tweede element ‘ox’ met het voorvoegsel ‘tri’ – Achtervoegsel ‘ide’ – Naam: di-ijzertrioxide

d

Geef nu zelf een naam aan de volgende formules.

IN

b

AlCl3

H2S

HCl

VA

4

Naast de wetenschappelijke of systematische namen worden ook nog andere namen gebruikt, vooral in de industrie. Dat zijn ‘triviale namen’. a

Wat wordt hiermee bedoeld? Zoek het op via internet en geef een concreet voorbeeld.

In de tabel hieronder zijn een aantal stoffen opgesomd waarmee je al in aanraking gekomen bent. Vul de wetenschappelijke en de triviale namen aan.

©

b

formule H2 O2 O3 N2

128

Fig. 2.9

N

3

Interpreteren van formules

wetenschappelijke naam

triviale naam


NaCl HCl

zoutzuur

Fe2O3

ijzerroest

CaO

kalk witte fosfor

P4

Interessant om weten

VA

N

IN

Als atomen zich binden aan zuurstof worden er oxiden gevormd. Heel wat van die oxiden spelen een belangrijke functie in cosmetica. – Waterstofperoxide (H2O2) wordt gebruikt vanwege zijn ontsmettende werking. Het komt ook voor in heel wat haarverzorgingsproducten, onder meer om het haar te ontkleuren. – IJzeroxiden (FeO, Fe2O3, Fe2O3.3H2O enzovoort) liggen aan de basis van foundation. De kleur van de oxiden kan variëren van zwart, bruin en rood tot geel; door geschikt te mengen verkrijg je de uitverkoren kleur. – Titaandioxide (TiO2) wordt gebruikt in zonnecrèmes om de schadelijke uvstralen tegen te houden. Als ingrediënt in shampoo zorgt het voor een mooie paarlemoerglans van het haar. – Zinkoxide (ZnO) wordt toegevoegd aan crèmes, lotions en shampoos. Het heeft een adstringerende werking, dat wil zeggen dat het door het samentrekken van de huid verdere vetafscheiding afremt. Het werkt vooral regulerend.

Fig. 2.10

audio

Systematische namen zijn internationaal afgesproken; triviale namen zijn meestal afkomstig uit de industrie. Namen van enkelvoudige stoffen: – ofwel: naam van het element – ofwel: combinatie van de naam van het element en een voorvoegsel.

©

Namen van samengestelde stoffen: – naam van het eerste element (eventueel met een voorvoegsel) – + eerste deel van de Latijnse naam van het tweede element (eventueel met een voorvoegsel) – + achtervoegsel ‘ide’. Test jezelf: oefeningen 4 en 5

audio

Over formules en hun namen valt niet te twisten De naamgeving en de formules van chemische stoffen zijn vooraf vastgelegd en niet voor interpretatie vatbaar.

2 Molecuulformules

129


! a h A ! a h A

SAMENVATTING

2

Moleculen en atomen Atomen zijn de

.

Atomen kunnen zich met elkaar

.

Molecuulformules

IN

1

Een molecule kun je voorstellen door een of kortweg Alleen

In de formule duidt een

kunnen voorgesteld worden door een formule.

het aantal atomen van een bepaald element aan.

N

Een duidt het aantal moleculen aan.

3 H2O

VA

Een formule is karakteristiek voor een en onafhankelijk van de

.

zijn internationaal afgesproken;

zijn meestal afkomstig uit de industrie.

©

Namen van enkelvoudige stoffen: – ofwel: naam van het element – ofwel: combinatie van de naam van het element en een voorvoegsel. Namen van samengestelde stoffen: – naam van het eerste element (eventueel met een voorvoegsel) – + eerste deel van de Latijnse naam van het tweede element (eventueel met een voorvoegsel) – + achtervoegsel ‘ide’.

130

Interpreteren van formules

.


CHECKLIST helemaal begrepen

Wat ken/kan ik?

hier kan ik nog groeien

pg.

Ik ken het verschil tussen atomen en moleculen.

121

Ik weet dat atomen de bouwstenen zijn van een molecule.

121

Ik begrijp dat atomen zich met elkaar verbinden tot vorming van een molecule.

122, 123, 124 124

Ik kan het verschil tussen een index en een coëfficiënt beschrijven.

125

Ik kan een index en een coëfficiënt aanduiden in een formule.

125

Ik kan enkelvoudige en samengestelde stoffen van elkaar onderscheiden.

127128

Ik kan een naam geven aan enkelvoudige en samengestelde stoffen.

127128

N

IN

Ik begrijp dat een molecule kan voorgesteld worden door een molecuulformule.

Ik ken de betekenis van triviale namen.

invullen bij je Portfolio.

©

VA

Je kunt deze checklist ook op

128, 129

AHA!

131


TEST JEZELF Bekijk de deeltjesmodellen en vul de tabel aan. formule

zuurstofgas

deeltjesmodel

O2

IN

1

In één

zuurstofgas zitten twee

zuurstof aan elkaar gebonden.

H2O

N

water

In één

water zitten twee

VA

die gebonden zijn aan één

2

.

Bespreek de afbeelding. Gebruik de termen ‘atoom’ en ‘molecule’. Noteer het aantal atomen van elke soort en het totaal aantal atomen.

3D

glucose

©

3

Hoeveel atomen van elke soort zijn er aanwezig? Noteer het aantal en de naam. Wat is de coëfficiënt? formule

CO2

3 CO2 7 H2O

132

Interpreteren van formules

atoom 1

atoom 2

coëfficiënt


4

Vul de ontbrekende zaken aan. Kruis ook aan of het om een enkelvoudige of een samengestelde stof gaat. formule

weten­schappe­lijke naam

triviale naam

enkelvoudige stof

samengestelde stof

-

Br2 O3 PCl5

-

CaO

5

IN

P4 Schrijf de formule bij de volgende molecuulmodellen. molecuulmodel

formule

N

VA

Ethanol zit in alle alcoholische dranken.

Zwavelzuur (triviale naam) wordt onder andere gebruikt in de accu van een auto.

©

Suiker

Natriumbicarbonaat (triviale naam) wordt gebruikt in bakpoeder. Verder oefenen? Ga naar

.

Test jezelf

133


IN

N

VA

©


©

VA

N

IN

Kracht en ­verandering van ­beweging

1 HOE STEL JE KRACHTEN VOOR? 2 KRACHTEN WERKEN SAMEN OF TEGEN ELKAAR 3 KUN JE KRACHTEN OPTELLEN? 4 NEWTON EN ZIJN WETTEN 5 KRACHTEN EN VERKEER


Wat weet ik al over dit thema?

1

2022

VA

© NTR

N

IN

©

2

Wat wil ik nog te weten komen?

© derijder.nl

Ontdek deze en nog andere opties op

136

Kracht en ­verandering van ­beweging

.


1 H OE STEL JE KRACHTEN VOOR? EEN KRACHT KUN JE VOORSTELLEN MET EEN PIJL 1

In de eerste graad maakte je al kennis met het vectormodel van een kracht. Met dat vectormodel worden de eigenschappen van de kracht voorgesteld: aangrijpingspunt (hier begint de pijl); richting (rechte waarop de pijl is getekend); grootte (de lengte van de pijl); zin (pijlpunt of in ons voorbeeld rechts naar boven).

Vul die eigenschappen aan op figuur 1.1.

IN

– – – –

Fig. 1.1

2

Tijdens een stretchoefening duw je met je handen loodrecht tegen een muur. a

Welke kracht wordt er gebruikt tijdens de oefening?

VA

N

b

Teken die kracht op de foto hierboven (1 cm = 10 N).

c

Omschrijf de eigenschappen van de uitgeoefende kracht. Aangrijpingspunt

©

Fig. 1.2

Richting

Grootte

Zin

1 Hoe stel je krachten voor?

137


3

Je weet dat F het symbool is voor kracht. Om aan te duiden dat kracht een vectoriële grootheid is, noteer je een pijltje () boven het symbool. Met de index geef je aan wie of wat de kracht levert en op wie of wat de kracht aangrijpt.

a

je schrijft

je leest

F

de krachtvector F

Fxy

de kracht die x op y uitoefent

Noteer de index voor de duwkracht in figuur 1.2. Gebruik de correcte symbolen (h voor hand en m voor muur).

b

Noteer die naam op de juiste plaats in figuur 1.2.

De zwaartekracht werkt in op alle voorwerpen op aarde. Als je bijvoorbeeld een doos draagt, trekt de zwaartekracht aan die doos. Teken de zwaartekracht die inwerkt op de gedragen doos. De zwaartekracht werkt met 100 N in op de dozen. (1 cm = 20 N)

b

Noteer de zwaartekrachtvector Fz op de afbeelding.

N

a

VA

4

IN

De zwaartekracht is een voorbeeld van een neerwaartse kracht. Er bestaan ook opwaartse krachten. Een voorbeeld daarvan is de Archimedeskracht. In het volgende onderzoek ontdek je wat die kracht is.

©

5

ONDERZOEK 1 1

ONDERZOEKSVRAAG

2 HYPOTHESE

138

Fig. 1.3

Kracht en ­verandering van ­beweging


3 BENODIGDHEDEN maatcilinder een dynamometer (10 N) metalen blokje met haakje (Het blokje moet in de maat­ cilinder kunnen.) statief met noot en statiefstaaf (20 cm) Fig. 1.4

4 WERKWIJZE

5 WAARNEMING

IN

1 Bouw de opstelling zoals op de foto en hang er de dynamometer aan. 2 Stel de dynamometer in op 0 N. 3 Hang het blokje aan de dynamometer en meet het gewicht. 4 Vul de maatcilinder voor 2/3 met water. 5 Breng het opgehangen blokje in de maatcilinder zodat het volledig ondergedompeld is. 6 Meet opnieuw het gewicht van het blokje.

a Hoe groot is het gewicht van het blokje bij stap 4?

N

b Wat zie je bij stap 6?

c Hoe groot is de volumestijging?

VA

d Wat stel je vast bij stap 7?

6 BESLUIT

De Archimedeskracht kunnen we als volgt omschrijven:

7 REFLECTIE

Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

©

Waarom kun je een persoon veel gemakkelijker optillen in een zwembad?

Fig. 1.5

1 Hoe stel je krachten voor?

139


Interessant om weten De Titanic werd in 1912 gebouwd als ‘het schip dat niet kon zinken’. De compartimentering was zo gebouwd dat sluizen konden worden afgesloten op het moment dat er water in een compartiment binnen liep. Zo kon het schip blijven drijven omdat de opwaartse kracht groot genoeg bleef. Helaas liep het fout in de nacht van 14 april 1912 door een aanvaring met een ijsberg. De romp van de boot werd op verschillende plaatsen doorboord, waardoor heel wat compartimenten vol water liepen. Hierdoor werd de opwaartse kracht kleiner waardoor de boot zonk.

Fig. 1.6

6

IN

audio

Een ander voorbeeld van duwkrachten vinden we in het fitnesscentrum. Om de handspieren goed te trainen, gebruikt men de handgrip. Met dit toestel maak je knijpbewegingen om je handspieren te laten samentrekken en ontspannen.

VA

N

Teken de krachten tijdens het knijpen en noteer de krachtvectoren op de correcte plaats.

Fig. 1.7

Kracht is een vectoriële grootheid, want ze heeft een aangrijpingspunt, grootte, zin en richting.

©

Een krachtvector noteer je in symbolen als een F met een pijltje erboven. Met een index noteer je wie of wat de kracht levert en op wie of wat de kracht aangrijpt: ⟶ Fxy. Test jezelf: oefeningen 1 en 2

EEN KRACHT KUN JE VOORSTELLEN MET EEN PIJL Vermits een kracht een vectoriële grootheid is, kun je die voorstellen met een pijl.

140

Kracht en ­verandering van ­beweging

audio


2 K RACHTEN WERKEN SAMEN OF TEGEN ELKAAR JE ZIET ZE NIET, MAAR ZE ZIJN ER WEL In een magazijn staan er heel wat dozen opgestapeld in de rekken. Het lijkt erop dat hier geen krachten werkzaam zijn. Dat is echter niet waar! a

Welke kracht werkt er op de opgestapelde dozen?

IN

1

b

Waarom mag je niet te veel dozen op een plank stapelen?

Maar er zijn nog meer krachten in werking. Met een voorbeeld wordt dit allemaal duidelijk. Door de zwaartekracht oefent een voorwerp een kracht uit op zijn ondersteuning of ophanging. → In de wetenschap noem je deze kracht gewicht (G ). Op de foto (figuur 2.2) zie je drie plantjes die elk op een rekje staan. De plantjes hebben alle drie dezelfde massa en oefenen daardoor allemaal hetzelfde gewicht uit op hun ondersteuning. Teken die drie krachten in het blauw en noteer er het correcte symbool bij.

©

VA

a

N

2

Fig. 2.1

b

Fig. 2.2

Waarom vallen de plantjes niet?

2 Krachten werken samen of tegen elkaar

141


3

De plankjes oefenen dus op hun beurt een kracht uit die het gewicht, uitgeoefend door de plantjes, tegenwerkt. Een kracht die een ondersteuning uitoefent op een voorwerp is een normaalkracht (Fn). De normaalkracht staat altijd loodrecht op het steunoppervlak. Het aangrijpingspunt van die kracht teken je op de plaats waar de ondersteuning contact maakt met het voorwerp. Bovendien is de normaalkracht even groot als het gewicht, uitgeoefend door het voorwerp. Hoe groter het gewicht van een voorwerp, hoe groter de normaalkracht.

Normaalkracht

G

Gewicht

plantje

IN

Fn

G

Fn

Fig. 2.3

Teken de normaalkrachtvector op figuur 2.2 bij ieder plantje in het rood.

b

Wat zou er gebeuren met de normaalkracht als het gewicht, uitgeoefend door de plantjes, zou verdubbelen?

N

a

Als je opbergrekken installeert, staat er vaak op de verpakking of in de handleiding de maximale belasting die je op de rekken mag plaatsen. In het volgende onderzoek ga je na met welke kracht er rekening wordt gehouden bij de constructie van deze opbergrekken.

VA

4

ONDERZOEK 2 1

ONDERZOEKSVRAAG

Welk verband is er tussen de massa en de grootte van de zwaartekracht?

2 HYPOTHESE

©

3 BENODIGDHEDEN vier identieke klinkers of bakstenen of andere identieke voorwerpen een legplank van een opbergrek (+/- 60 cm)

baksteen

plank

4 WERKWIJZE 1 Een leerling houdt de plank aan de beide uiteinden vast. 2 Een medeleerling legt een klinker in het midden op de plank. 3 De medeleerling legt daarna één voor één ook de andere klinkers op de plank.

142

Kracht en ­verandering van ­beweging

Fig. 2.4


5 WAARNEMING a Wat voelt de leerling bij stap 1?

b Wat voelt de leerling bij stap 2 en stap 3?

Hoe groter de massa op de plank,

7 REFLECTIE

IN

6 BESLUIT

N

Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

Verklaar waarom de maximale belasting genoteerd staat op de verpakking van een opbergrek.

In heel wat toepassingen in het dagelijks leven gebruik je duw- en trekkrachten: duwen tegen een deur, het verslepen van meubelen ... De kracht wordt altijd uitgeoefend op een voorwerp.

VA

5

a

Welke krachten werken op de doos (figuur 2.5) als er nog niet tegen geduwd wordt?

Teken die krachten in de figuur. Voorlopig teken je alle krachten die inwerken op een voorwerp samen in één punt. Dat punt ligt ongeveer in het midden van het voorwerp. Het is het zwaartepunt.

©

b

c

Fig. 2.5

Er wordt tegen de doos geduwd. Teken die duwkracht op figuur 2.6. Teken ook die kracht vanuit het zwaartepunt.

Fig. 2.6

2 Krachten werken samen of tegen elkaar

143


d

Het is blijkbaar niet gemakkelijk om de zware doos te verplaatsen. Wat zal er veranderen bij de duwkracht als de massa van de doos minder groot is?

e

Je duwt de doos over een laminaatvloer of over een tapijt met lange haren. Bij welk oppervlak ga je een kleinere duwkracht nodig hebben?

f

Waarom worden er karretjes gebruikt om zware dozen te verplaatsen?

IN

Op een voorwerp werkt er ook een wrijvingskracht (Fw ) in. Die kracht is afhankelijk van de aard van de ondergrond waarover de doos schuift. Tijdens het duwen of trekken moet je die kracht overwinnen. a

Wat is de zin van die wrijvingskracht in vergelijking met de zin van de duwkracht?

N

6

Fig. 2.7

b

De combinatie van de duwkracht en de wrijvingskracht kan uiteindelijk resulteren in een kracht, die je → de schuifkracht ( Fs ) noemt.

VA

Er zijn hierbij twee mogelijkheden: ⟶ – ofwel is de duwkracht kleiner of gelijk aan de wrijvingskracht: Fhd < of = Fw ⟶ – ofwel is de duwkracht groter dan de wrijvingskracht: Fhd > Fw Teken in beide gevallen de wrijvingskracht in de figuren 2.8 en 2.9. Duid daaronder aan of er een resterende schuifkracht is en of de doos al dan niet verschuift.

©

⟶ Fhd < of = Fw

Fn

Fn

G

Kracht en ­verandering van ­beweging

G

Er is wel/geen schuifkracht. De doos verschuift wel/niet.

144

⟶ Fhd > Fw

Fig. 2.8

Fig. 2.9

Er is wel/geen schuifkracht. De doos verschuift wel/niet.


Interessant om weten

Fig. 2.10

audio

IN

Door de vooruitgang van de wetenschap worden steeds betere sportprestaties bereikt. Door bijvoorbeeld het verlagen van de weerstandskracht, is het mogelijk om grotere snelheden te ontwikkelen. – In de zwemsport zijn er badpakken ontworpen die de weerstand met het water verlagen en leren de atleten om een gestroomlijnde houding aan te nemen. – Wielrenners dragen tijdens een tijdrit een speciale helm en liggen bijna met het hoofd op het stuur om zo weinig mogelijk wind op te vangen. – Racewagens worden getest in windtunnels om na te gaan of de vorm van de auto voldoende aerodynamisch is.

Fig. 2.11

Fig. 2.12

N

Er werken twee krachten in op een ondersteund of opgehangen voorwerp.

Het gewicht (G ) is de kracht die een voorwerp uitoefent op zijn steun.

– De normaalkracht (Fn) is de kracht die de steun loodrecht uitoefent op het voorwerp.

VA

De wrijvingskracht (Fw) is de kracht die overwonnen moet worden om het voorwerp te verplaatsen over zijn steun. Hoe ruwer de oppervlakten, hoe hoger de wrijvingskracht. Als je een ondersteund voorwerp wilt verplaatsen, zul je een duw- of trekkracht moeten uitoefenen op het voorwerp.

⟶ – Als de duwkracht kleiner of gelijk is aan de wrijvingskracht: Fhd < of = Fw, dan is er geen resterende schuifkracht en komt het voorwerp niet in beweging. ⟶ – Als de duwkracht groter is dan de wrijvingskracht: Fhd > Fw, dan is er wel een resterende schuifkracht en dan komt het voorwerp in beweging. Test jezelf: oefeningen 3 en 4

©

audio

JE ZIET ZE NIET, MAAR ZE ZIJN ER WEL Ook al is er uiterlijk niets merkbaar, toch werken er tal van krachten in op voorwerpen.

2 Krachten werken samen of tegen elkaar

145


3 KUN JE KRACHTEN OPTELLEN? ALS JE KRACHTEN BUNDELT, KUN JE MEER 1

Tijdens het verplaatsen van een zware doos werken twee vrienden samen. Anaïs duwt en Mourad trekt aan de doos.

Fw

FMd

FAd

IN

FR

Fig. 3.1

a

Welke persoon oefent de grootste kracht uit? Hoe zie je dat?

b

Welke krachten versterken elkaar? Hoe zie je dat?

c

N

De doos ondervindt ook weerstand. Met welk vectormodel op de tekening wordt die voorgesteld?

VA

d

Hoe noem je die kracht?

e

Deze kracht werkt tegen. Hoe zie je dat op de afbeelding?

De drie krachten samen resulteren in één kracht, die je de resulterende kracht noemt. Die kracht wordt voorgesteld door de rode pijl in figuur 3.1. Je leert nu hoe je die kracht kunt bepalen. Voer de stappen uit.

©

2

⟶ Teken de kracht die Anaïs uitoefent op de doos (FAd) in de lege rechthoek hieronder. ⟶ ⟶ – Teken de kracht die Mourad uitoefent op de doos (FMd) vanaf de pijlpunt van FAd. ⟶ – Teken de weerstandskracht vanaf de pijlpunt van FMd, maar met tegengestelde zin. ⟶ – De resulterende kracht vind je door het beginpunt van FAd te verbinden met de pijlpunt van de weerstandskracht. –

146

Kracht en ­verandering van ­beweging


a

De vier stappen, die je zonet uitgevoerd hebt, vormen de kop-staartmethode. Verklaar.

b

Waarom is de resulterende kracht toch kleiner dan de trekkracht en de duwkracht samen?

Tijdens touwtrekken zijn er altijd twee teams die trekken aan het touw. Het linker team trekt met 800 N aan de koord en het rechter team trekt met 1000 N aan de koord. Teken beide krachten en de resulterende kracht (100 N = 2 cm).

IN

c

3

N

Fig. 3.2

Figuur 3.3 toont twee personen die een kar voorttrekken op een spoor. Voor de beide krachten geldt dat de grootte, de zin en het aangrijpingspunt gelijk zijn, maar de richting is verschillend. Teken de twee trekkrachten vanuit het aangrijpingspunt aan de kar. Beide personen trekken met 800 N (200 N = 1 cm). B

VA

a

Fig. 3.3

Om de resulterende kracht van deze krachten te vinden, maak je gebruik van de parallelmethode. – Teken hulplijntjes in stippellijn, evenwijdig aan de getekende krachten, zodat je een parallellogram krijgt. – De diagonaal van het parallellogram (vertrekkend vanuit het aangrijpingspunt van de krachten) is de resulterende kracht. – Teken die resulterende kracht.

©

b

A

Fig. 3.4

3 Kun je krachten optellen?

147


Als er meer dan twee krachten betrokken zijn met dezelfde zin, maar een verschillende richting, kun je ook de parallelmethode toepassen, maar dan moet je ze meerdere keren gebruiken. Een vrachtschip moet soms geloodst worden naar de haven. Er worden sleepboten ingezet om het schip in de juiste richting te trekken. Zo kan een vrachtschip getrokken worden door drie sleepboten. a

Fig. 3.5

Om de resulterende kracht te bepalen, neem je eerst de krachten F1 en F2 samen en daarna voeg je er F3 aan toe.

F3

F1

F2

F1 + F2

IN

4

Fig. 3.6

Bepaal de resulterende kracht van de onderstaande krachten.

N

b

F1

VA

F3

F2

Fig. 3.7

Drie krachten vertrekken vanuit hetzelfde aangrijpingspunt en zijn even groot. Tussen de krachten is er telkens een hoek van 120°. Teken de drie krachten en bepaal de resulterende kracht.

©

c

Hoe groot is de resulterende kracht?

148

Kracht en ­verandering van ­beweging


Interessant om weten De NASA wil met het project DART (Double Asteroid Redirection Test) een asteroïde verplaatsen zonder dat daarbij mensen ingezet worden. De bedoeling is om een ruimtetuig met grote snelheid tegen de asteroïde Dimorphos te laten botsen. De ontwikkelde resulterende kracht zou voldoende groot moeten zijn om die asteroïde een klein beetje te verplaatsen.

Fig. 3.8

IN

Dit is maar een test, want de asteroïde vormt geen gevaar voor ons. Het is wel een goede voorbereiding voor als het in de toekomst echt zover zou komen. audio

Je kunt de resulterende kracht op verschillende manieren bepalen.

– Bij krachten die dezelfde richting hebben, maar een verschillende zin, kun je de resulterende kracht vinden met de kop-staartmethode.

Test jezelf: oefening 5

N

– Bij krachten met dezelfde zin, maar verschillende richting, kun je de resulterende kracht vinden met de parallelmethode.

audio

VA

ALS JE KRACHTEN BUNDELT, KUN JE MEER

©

Dat kan wel en niet waar zijn. Als de richting en de zin van de krachten gelijk zijn, dan versterken ze elkaar. Is de richting gelijk, maar de zin verschillend, dan werken ze elkaar tegen.

3 Kun je krachten optellen?

149


4 N EWTON EN ZIJN WETTEN VOLGENS NEWTON IS ’S MORGENS OPSTAAN MOEILIJK 1

Als je in een auto zit die vanuit stilstand heel snel optrekt, voel je de eerste wet van Newton of de traagheidswet. Wat die wet precies inhoudt, bestudeer je in het volgende onderzoek. ONDERZOEK 3 1

ONDERZOEKSVRAAG

2 HYPOTHESE

IN

Wat gebeurt er als je een handdoek onder een fles wegtrekt?

risicoanalyse

3 BENODIGDHEDEN

4 WERKWIJZE

Leg de handdoek op de labotafel. Zet er een fles rechtopstaand op. Neem de handdoek aan twee hoekpunten goed vast. Trek de handdoek met een korte ruk onder de fles vandaan.

Fig. 4.1

VA

1 2 3 4

N

een gevulde plastieken fles (50 ml) een keukenhanddoek

5 WAARNEMING

Wat gebeurt er met de fles bij stap 3?

6 BESLUIT

7 REFLECTIE

Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

©

Waarom word je stevig tegen de zetel geduwd als je in een snel optrekkende auto zit?

Voorwerpen die niet bewegen, hebben de neiging om in rust te blijven. Die eigenschap noem je de traagheid van voorwerpen.

150

Kracht en ­verandering van ­beweging


2

Bij het vorige onderzoek ben je uitgegaan van een voorwerp in rust. Maar wat is het effect van de traagheidswet bij een bewegend voorwerp?

ONDERZOEK 4 1

ONDERZOEKSVRAAG

risicoanalyse

2 HYPOTHESE

3 BENODIGDHEDEN

4 WERKWIJZE

vouwmeter

N

speelgoedautootje speelgoedauto twee vouwmeters knikker pennenzak knikker dubbelzijdige kleefband

IN

pennenzak

Fig. 4.2

VA

1 Ontvouw de vouwmeters en leg ze evenwijdig naast elkaar zodat er een baan ontstaat. 2 Plaats de pennenzak aan het einde van het traject. 3 Kleef een stukje dubbelzijdige kleefband op het dak van het autootje en kleef er de knikker aan vast. 4 Laat het autootje met een voldoende snelheid langs de baan rijden, tot het tegen de pennenzak botst.

5 WAARNEMING

Wat gebeurt er met de knikker op het moment van de botsing?

6 BESLUIT

©

7 REFLECTIE Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

Waarom loop je nog een beetje verder als ze je vragen om onmiddellijk te stoppen tijdens het lopen?

4 Newton en zijn wetten

151


Milan rijdt met zijn mountainbike tegen een stevige snelheid over een oneffen terrein. Hij is even verstrooid, waardoor hij een grote steen op de grond niet opmerkt. Wat gebeurt er met Milan?

Fig. 4.3

IN

Bij een kop-staartaanrijding is het niet altijd duidelijk welke bestuurder in fout is.

Fig. 4.4

Hieronder lees je enkele voorbeeldvragen die agenten kunnen stellen. Wat kunnen ze hiermee te weten komen?

N

– Is je hoofd eerst tegen de kopsteun gebotst en dan naar voren geduwd?

– Heeft je hoofd eerst naar voren bewogen en daarna tegen de kopsteun gebotst?

VA

Interessant om weten

©

Het dragen van een gordel tijdens het autorijden is tegenwoordig vanzelfsprekend, maar het is ooit anders geweest. Voor 1975 was het dragen van een autogordel niet verplicht. Tijdens een ongeval werden inzittenden door de audio voorruit geslingerd als gevolg van de traagheidswet. De gordel zorgt ervoor dat je in je zetel blijft zitten. Vanaf 1975 werd het dragen van de gordel in de auto vooraan verplicht. Pas in 1991 werd het dragen van de autogordel ook achteraan verplicht.

Fig. 4.5

Een voorwerp dat in rust is, wil in rust blijven. Een voorwerp dat in beweging is, wil in beweging blijven. Dat is de eerste wet van Newton of de traagheidswet. Test jezelf: oefening 6

VOLGENS NEWTON IS ’S MORGENS OPSTAAN MOEILIJK ’s Morgens ben je in rust. Het vergt dan een inspanning om in beweging te komen.

152

Kracht en ­verandering van ­beweging

audio


OOK NEWTON WOU DE SNELSTE ZIJN! Wie met een scooter rijdt, gebruikt de gashendel om de motor te bedienen. Afhankelijk van de weersomstandigheden en de verkeersregels, moet je de snelheid voortdurend aanpassen.

1

Vul de tabel in: – In de tweede kolom vink je de bewegingstoestand van de scooter aan. – In de derde kolom motiveer je die keuze.

Je draait niet aan de gashendel.

bewegingstoestand rust constante snelheid versnellen vertragen

verklaring

IN

knop bedieningsapparaat

Fig. 4.6

rust constante snelheid versnellen vertragen

N

De gashendel is helemaal opengedraaid tijdens het rijden en je laat die vervolgens steeds meer los.

rust constante snelheid versnellen vertragen

VA

Tijdens het rijden draai je de gashendel steeds meer open.

2

In de volgende onderzoeken ga je na welk verband er is tussen de uitgeoefende kracht op een speelgoedautootje en de bewegingstoestand ervan. a

Met het eerste experiment kun je de invloed op de snelheidsverandering onderzoeken.

ONDERZOEK 5 1

ONDERZOEKSVRAAG

©

Welk verband is er tussen de trekkracht op een wagentje en de snelheid ervan?

2 HYPOTHESE

risicoanalyse

4 Newton en zijn wetten

153


3 BENODIGDHEDEN wagentje touw (ongeveer 1 m) katrol met bevestigingsklemmen drie blokjes met dezelfde massa

F

4 WERKWIJZE

Fig. 4.7

F

Fig. 4.8

N

5 WAARNEMING

IN

1 Bevestig de katrol op de hoek van de labotafel. 2 Bevestig het touw aan het wagentje. 3 Hang een eerste blokje aan het andere uiteinde van het touw om een kracht te genereren op het wagentje. 4 Plaats het wagentje op 70 cm van de katrol en breng het touw over de katrol. 5 Laat nu het wagentje en het blokje los. 6 Herhaal het experiment met drie blokjes aan het touw om een grotere trekkracht op het wagentje uit te oefenen.

a Wat gebeurt er met het wagentje als het blokje losgelaten wordt?

b Wat gebeurt er met het wagentje als er een grotere massa aan het touw bevestigd wordt?

VA

6 BESLUIT

Als je een grotere massa aan het touw bevestigt, vergroot          op het wagentje.

7 REFLECTIE

Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

©

Wat gebeurt er als de uitgeoefende kracht op het wagentje kleiner is dan de wrijvingskracht?

154

Kracht en ­verandering van ­beweging

.


b

Ook via de afstand kun je nagaan of er een verband is.

ONDERZOEK 6 1

ONDERZOEKSVRAAG Welk verband is er tussen de kracht op een speelgoedautootje en de afstand die het aflegt?

2 HYPOTHESE

risicoanalyse

3 BENODIGDHEDEN

IN

speelgoedauto

elastiek

nagel

speelgoedautootje stevige elastiek nageltjes om het elastiek te bevestigen houten plank hamer rolmeter (20 m)

Fig. 4.9

houten plank

N

4 WERKWIJZE

VA

1 Bevestig het elastiek aan één uiteinde van de plank met de nageltjes en de hamer. 2 Schiet het speelgoedautootje weg over de grond als met een katapult. Eerst doe je dit door het elastiek lichtjes op te spannen. 3 Om een grotere kracht uit te oefenen ga je het elastiek daarna half opspannen en ten slotte schiet je het autootje weg met een sterk gespannen elastiek. 4 Meet telkens de afstand die het wagentje aflegt met de rolmeter.

5 WAARNEMING

Noteer telkens de gereden afstand in m. – Licht gespannen elastiek: – Half gespannen elastiek:

– Sterk gespannen elastiek:

6 BESLUIT

©

7 REFLECTIE Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

4 Newton en zijn wetten

155


3

Je kent het wel. Zaterdag kom je samen met je vriendinnen en je rijdt alvast naar het grootwarenhuis om frisdrank te kopen. Je plaatst de frisdrank op je bagagedrager. Plots fiets je veel lastiger. Is dat normaal? Je gaat op onderzoek.

ONDERZOEK 7 1

ONDERZOEKSVRAAG Welk verband is er tussen de totale massa van een wagentje en de snelheid?

2 HYPOTHESE risicoanalyse

3 BENODIGDHEDEN wagentje touw (ongeveer 1 m) katrol met bevestigingsklemmen vier blokjes met dezelfde massa 4 WERKWIJZE

N

Bevestig de katrol op de hoek van de labotafel. Bevestig het touw aan het wagentje en leg er één blokje op. Hang een ander blokje aan het andere uiteinde van het touw. Plaats het wagentje op 70 cm van de katrol en breng het touw over de katrol. Laat het blokje los. Herhaal het experiment waarbij je drie blokjes op het wagentje plaatst.

VA

1 2 3 4 5 6

IN

5 WAARNEMING

a Wat gebeurt er met het wagentje als het blokje losgelaten wordt?

b Wat gebeurt er met het wagentje als je de massa van het wagentje vergroot?

6 BESLUIT

©

7 REFLECTIE

Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

156

Kracht en ­verandering van ­beweging

F

Fig. 4.10


4

Een personenauto en een vrachtwagen naderen een verkeerslicht dat op groen staat. Plots springt het verkeerslicht op oranje. Welk voertuig zal het gemakkelijkste tot stilstand komen? a

Je onderzoekt het zelf aan de hand van een fiets.

ONDERZOEK 8 1

ONDERZOEKSVRAAG Wat is het verband tussen de massa van een fiets (onbelast en belast) en de remafstand?

2 HYPOTHESE

3 BENODIGDHEDEN

4 WERKWIJZE

N

snelheidsmeter op fiets rolmeter (20 m) fiets krijt

IN

VA

1 Je tekent met krijt een startstreep op de speelplaats. 2 Zet met de rolmeter een traject uit van ongeveer 50 m en teken de eindstreep. 3 Monteer de snelheidsmeter op de fiets. 4 Leg het traject af (onbelast) met een snelheid van 15 km/h. 5 Op het moment dat je met je voorwiel over de eindstreep komt, rem je zo snel mogelijk af tot stilstand. 6 Teken met krijt een streep tot waar je gekomen bent. 7 Meet de afstand die je afgelegd hebt tijdens het remmen. 8 Laat een medeleerling plaatsnemen op de bagagedrager en herhaal de stappen 4 tot en met 7.

5 WAARNEMING

a Hoe groot is de remafstand als je onbelast rijdt?

©

b Hoe groot is de remafstand bij belasting?

6 BESLUIT

4 Newton en zijn wetten

157


7 REFLECTIE Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

Welk voertuig (personenauto of vrachtwagen) komt het gemakkelijkste tot stilstand?

Waarom kan een trein bij een noodstop niet onmiddellijk stoppen?

IN

Interessant om weten

De Spirit of Australia werd in 1974 gebouwd, maar is nog steeds de snelste speedboot ter wereld. Hij kan een snelheid halen van 511 km/h.

N

De boot heeft een krachtige motor die ook in straaljagers gebruikt wordt. Bij de bouw van deze houten boot is er rekening gehouden met zijn massa en de vorm, zodat de boot weinig wrijving ondervindt tijdens het varen.

VA

Fig. 4.11

audio

Als op een voorwerp een resulterende kracht werkt, dan neemt zijn snelheid toe. – Hoe groter de kracht, hoe meer de snelheid toeneemt. – Hoe groter de massa, hoe minder de snelheid toeneemt. Dat is de tweede wet van Newton. De remafstand van een bewegend voertuig is afhankelijk van de massa van dat voertuig.

©

Test jezelf: oefeningen 7 en 8

audio

OOK NEWTON WOU DE SNELSTE ZIJN! Newton wist als geen ander dat de snelheid onderworpen is aan zijn tweede wet. Om een zo groot mogelijke snelheid te krijgen, moet de massa van het voertuig zo laag mogelijk zijn en de resulterende kracht zo groot mogelijk.

158

Kracht en ­verandering van ­beweging


5 K RACHTEN EN VERKEER DE STRAAT IS GEEN RACECIRCUIT! 1

Als je je rijbewijs voor motorvoertuigen behaald hebt, zul je heel wat kennis opgestoken hebben in verband met het verkeer. Zo zul je zeker te weten komen dat er een verband is tussen de snelheid van een voertuig en de schade die het kan aanrichten.

ONDERZOEK 9 1

ONDERZOEKSVRAAG

IN

In het volgende onderzoek ga je dat aan de hand van een experiment achterhalen.

Fig. 5.1

2 HYPOTHESE

N

Welk verband is er tussen de snelheid van een autootje en de vervorming van aluminiumfolie?

bovenaanzicht

3 BENODIGDHEDEN

VA

houten plankjes voor tunnel aluminiumfolie speelgoedautootje plakband touw schaar massa's om de tunnel te fixeren

risicoanalyse

massa

aluminiumfolie

tunnel van houten plankjes achterzijde touw

4 WERKWIJZE

©

speelgoedauto 1 Maak een tunneltje met de houten plankjes Fig. 5.2 (zie figuur 5.2). 2 Kleef aluminiumfolie (dubbel geplooid) aan één uiteinde van de tunnel. Let erop dat je onderaan een beetje ruimte laat zodat je het touw eronderdoor kunt trekken. 3 Maak een touw van ongeveer 1 m lang vast aan het autootje. 4 Plaats het tunneltje over het touw en zet er de massa's tegen zodat het niet kan verschuiven. 5 Teken een startlijn op ongeveer 80 cm voor de tunnel en plaats het autootje op die startlijn. 6 Trek aan het touw zodat het autootje traag rijdt. Noteer wat er gebeurt als het autootje tegen de aluminiumfolie botst. 7 Trek daarna aan het touw zodat het autootje iets sneller rijdt. Noteer ook nu wat er gebeurt met de aluminiumfolie. 8 Ten slotte zorg je ervoor dat het autootje met grote snelheid op de aluminiumfolie botst.

5 Krachten en verkeer

159


5 WAARNEMING vervorming aluminiumfolie

vautootje klein

matig

groot

6 BESLUIT

IN

7 REFLECTIE

Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

N

Wat gebeurt er met de snelheid tijdens de botsing?

VA

Speelt de massa van een voertuig ook een rol bij de veroorzaakte schade? ja / neen Bedenk eventueel een experiment om dit aan te tonen.

Er wordt heel wat onderzoek uitgevoerd om systemen te ontwikkelen om de lichamelijke schade bij een botsing in het verkeer tot een minimum te herleiden. De laatste jaren zijn auto’s veel veiliger geworden.

©

2

PROEFVERSLAG

Al deze veiligheidsvoorzieningen worden eerst uitgetest in een crashtest. a

Bekijk de video en noteer wat er gebeurt als je geen gordel zou dragen in de auto tijdens een botsing.

Fig. 5.3

160

Kracht en ­verandering van ­beweging

VIDEO


b

Hieronder staat beschreven wat de gordel voor je doet als je een botsing meemaakt bij 50 km/h in amper enkele milliseconden. Zet de gebeurtenissen in de correcte volgorde. – – – – –

Inzittenden beginnen naar achteren te bewegen. Auto staat stil; verste verplaatsing van de inzittenden. Gordel wordt 10 % losser; inzittenden ‘vliegen’ naar voren. De gordelspanner wordt geactiveerd. Gordel is maximaal gespannen. 10 ms

30 ms

90 ms

100 ms

De eerste auto met airbag rolde van de band in 1973. Ondertussen worden auto’s standaard uitgerust met airbags. De techniek wordt steeds meer verfijnd. Bekijk de video. Wat is de functie van airbags?

VA

c

N

25 ms

IN

Fig. 5.4

©

d

VIDEO

Er is een groot aanbod aan autobanden. Er zijn brede, smalle, grote en kleine banden. Je kunt niet zomaar elk bandtype op iedere auto leggen. –

Waarom rijden formule 1-wagens op heel brede banden? Zoek dit even op.

5 Krachten en verkeer

161


– Kleine wagens hebben vaak kleinere en smallere banden. Waarom is het niet verstandig om hier brede banden op te leggen? Zoek dit even op.

Fig. 5.5

Al die veiligheidsmaatregelen hebben weinig of geen effect als de snelheidsbeperkingen niet gerespecteerd worden. Heel wat mensen zijn geïrriteerd door snelheids- en trajectcontroles, maar beseffen niet welke gevaren hoge snelheden in het verkeer veroorzaken. a

IN

3

Bij zware regenval verschijnt heel vaak de waarschuwing ‘Gevaar voor aquaplaning’ op de signalisatieborden boven de autosnelweg.

N

Bekijk de video. – Wat is de oorzaak van aquaplaning?

VA

VIDEO

– Bij welke hoeveelheid water wordt het gevaarlijk?

– Bij welke snelheid wordt de kans op aquaplaning veel groter?

– Hoe kun je aquaplaning voorkomen? Som vier maatregelen op.

©

b

Het is wetenschappelijk bewezen dat je remafstand groter wordt als je met een hoge snelheid rijdt. – Waarom is het belangrijk om voldoende afstand te houden ten opzichte van je voorganger?

162

Kracht en ­verandering van ­beweging

Fig. 5.6


– Als de chauffeur van een rijdende auto gevaar opmerkt, duurt het ongeveer 1 seconde vooraleer hij begint te remmen. Die tijd noemt men wel eens de schrikseconde (of reactietijd). De afstand die hij in die tijd nog aflegt, is de reactieafstand. De afstand die hij daarna tijdens het eigenlijke remmen aflegt, is de remafstand. De stopafstand is de som van de reactieafstand en de remafstand. Waarschijnlijk heb je nu het gevoel dat jij veel sneller kunt reageren. Je kunt jouw reactietijd meten met de applet. Hoe groot is je reactietijd?

APPLET

snelheid (km/h)

reactieafstand (m) 8

50

14

70

19,5

120

stopafstand (m)

4,5

12,5

24,5

25

40,5

33

72

VA

remafstand (m)

N

30

90

IN

– In de omgeving van de schoolpoort geldt er een snelheidsbeperking van 30 km/h. Vroeger was dat 50 km/h. Toon aan dat dit heel gevaarlijk was. Tip: bereken daarvoor de stopafstand met de gegevens in de tabel.

De snelheid heeft een grote invloed op de gevolgen van een botsing: hoe groter de snelheid, hoe groter de schade aan het voertuig. De laatste jaren zijn de auto’s veel veiliger geworden: – Autogordels verhinderen dat de inzittenden zware letsels oplopen. – Ook airbags voorkomen ernstige kwetsuren. – Autobanden zorgen voor een goed contact met het wegdek zodat de auto minder zal slippen.

©

De stopafstand is de som van de reactieafstand en de remafstand. – De reactieafstand is de afstand die de auto nog aflegt voordat de rem wordt ingedrukt. – De remafstand is de afstand tijdens het remmen. Test jezelf: oefeningen 9 en 10 audio

DE STRAAT IS GEEN RACECIRCUIT! In het verkeer moet je niet alleen rekening houden met je eigen veiligheid, maar ook met die van de andere weggebruikers. Aangepast rijgedrag is dan zeker nodig.

5 Krachten en verkeer

163


! a h A ! a h A

MINDMAP

massa

tweede wet

IN

wetten van Newton

N

eerste wet (traagheidswet)

VA

optellen

samenwerken – tegenwerken

vectoriële grootheid F

KRACHTEN

©

verkeer

164

Kracht en ­verandering van ­beweging

snelheid – botsing stopafstand veiligheid


CHECKLIST helemaal begrepen

Wat ken/kan ik?

hier kan ik nog groeien

pg.

137, 138

Ik kan een krachtvector tekenen met de juiste symbolen en de passende index voor de situatie.

137, 138

Ik kan het begrip ‘gewicht’ toelichten.

139, 141, 142

IN

Ik kan een kracht voorstellen als een vectoriële grootheid met een aangrijpingspunt, grootte, zin en richting.

Ik kan het verschil omschrijven tussen massa en gewicht.

141

Ik kan het begrip ‘normaalkracht’ toelichten.

142

Ik kan het gewicht (G) en de normaalkracht (Fn) tekenen als een krachtvector in een gegeven situatie.

141, 142

Ik kan het begrip ‘wrijvingskracht’ toelichten.

144

N

Ik kan het verband tussen de wrijvingskracht en de duw- en trekkracht omschrijven aan de hand van voorbeelden.

144

146, 147

Ik kan de resulterende kracht berekenen in een gegeven situatie aan de hand van de parallelmethode.

147, 148

Ik kan de eerste wet van Newton uitleggen in eigen woorden.

150152

Ik kan de tweede wet van Newton uitleggen in eigen woorden.

153158

VA

Ik kan de resulterende kracht berekenen in een gegeven situatie aan de hand van de kop-staartmethode.

167

Ik kan voorbeelden uit het dagelijks leven opsommen waarbij de eerste wet van Newton herkenbaar is.

151, 152

Ik kan voorbeelden uit het dagelijks leven opsommen waarbij de tweede wet van Newton herkenbaar is.

156, 157, 158

Ik kan met voorbeelden uit het verkeer het gevaar van grote resulterende krachten toelichten.

159, 160

Ik kan technische toepassingen rond verkeersveiligheid opsommen.

160162

Ik kan de noodzaak van het verantwoord gedrag van een bestuurder in het verkeer toelichten.

162163

©

Ik kan de eerste en de tweede wet van Newton herkennen in voorbeelden uit het dagelijks leven.

Je kunt deze checklist ook op

invullen bij je Portfolio.

AHA!

165


TEST JEZELF Teken de krachten die werkzaam zijn tijdens de getoonde activiteit. Tijdens het touwtrekken wordt er aan beide zijden van het touw even hard getrokken.

2

Welke eigenschappen heeft de getekende kracht?

IN

1

Aangrijpingspunt:

Grootte:

Richting:

N

Zin:

Fhb(1000N)

3

Je kunt een slee gemakkelijker trekken in de sneeuw dan op het gras. Geef hiervoor een verklaring.

VA

4

Hoe kun je een voorwerp in beweging brengen rekening houdend met de duwkracht, de wrijvingskracht en de schuifkracht?

Teken de resulterende kracht met de parallelmethode in de onderstaande situatie.

©

5

166

Kracht en ­verandering van ­beweging


6

Een persoon staat rechtop in een tram, in de rijrichting, en houdt een van de horizontale staven vast die als steun boven in de tram zijn bevestigd. De tram voert tijdens de rit verschillende manoeuvres uit: 1 2 3 4 5 6

de tram versnelt de tram vertraagt de tram staat stil de tram rijdt aan 40 km/h de tram maakt een bocht naar rechts de tram maakt een bocht naar links

De houding van de passagier verandert tijdens de rit. Schrijf bij elke situatie het nummer dat erbij hoort. Er kunnen ook meerdere nummers bij horen.

de passagier leunt naar voren:

de passagier leunt naar achteren:

de passagier leunt naar het linkerraam toe:

de passagier leunt naar het rechterraam toe:

Waarom moet een auto met een caravan harder op het gaspedaal duwen om dezelfde snelheid te krijgen?

Waarom kun je met een speedpedelec grotere snelheden halen dan met een gewone fiets?

VA

8

IN

de passagier staat rechtop:

N

7

9

Waarom is het opdrijven van een bromfiets zeer gevaarlijk als je rekening houdt met de tweede wet van Newton?

©

10 Waarom is het rijden met kale banden gevaarlijk in het verkeer?

Test jezelf

167


IN

N

VA

©


IN

Aspecten van een chemische reactie EXOTHERM

N

ENDOTHERM

energie afgeven

VA

energie opnemen

©

Acetylsalicylzuur

1 WAT IS EEN CHEMISCHE REACTIE? 2 REACTIEVERGELIJKINGEN 3 WET VAN BEHOUD VAN MASSA 4 ENDOTHERME EN EXOTHERME REACTIES


Wat weet ik al over dit thema?

1

N

IN

©

VA

2

Wat wil ik nog te weten komen?

Bron: HLN.be - 11/06/2021 - dit artikel werd gereproduceerd met toestemming van de uitgever, alle rechten voorbehouden. Elk hergebruik dient het voorwerp uit te maken van een specifieke toestemming van de beheersvennootschap License2Publish: info@license2publish.be.

Ontdek deze en nog andere opties op

170

Aspecten van een chemische reactie

.


1 WAT IS EEN CHEMISCHE REACTIE? HET ZIJN NIET ALTIJD SPECTACULAIRE EXPLOSIES In de eerste graad leerde je al het verschil tussen een fysisch verschijnsel en een chemische reactie. a

Duid bij de voorbeelden in de tabel aan of het om een fysisch verschijnsel of een chemische reactie gaat. voorbeeld stollen van lava verbranden van papier als je azijn op bakpoeder giet, wordt er koolstofdioxide gevormd was die aan de waslijn hangt te drogen rotten van een banaan

chemische reactie

N

ontstaan van een regenboog

fysisch verschijnsel

IN

1

opstijgen van rook

roesten van een spijker

oploskoffie in heet water oplossen

VA

bakken van frietjes b

Noteer het verschil tussen een fysisch verschijnsel en een chemische reactie.

Tijdens een chemische reactie vallen de oorspronkelijke moleculen uit elkaar en ontstaan er nieuwe combinaties van die atomen tot nieuwe moleculen.

©

2

a

Hoe dat gebeurt, wordt gedemonstreerd aan de hand van een experiment.

ONDERZOEK 1 − DEMOPROEF 1

ONDERZOEKSVRAAG

Hoe reageren ijzertrichloridemoleculen en kaliumthiocyanaatmoleculen met elkaar?

2 HYPOTHESE De moleculen botsen met elkaar. De moleculen lossen alleen op. De moleculen veranderen in nieuwe moleculen.

1 Wat is een chemische reactie?

171


3 BENODIGDHEDEN petrischaal twee spatels handschoenen gedemineraliseerd water kaliumthiocyanaat (KSCN) ijzertrichloride (FeCl3)

Veiligheidsinstructies Noteer de nummers van de H- en P-zinnen van beide producten en noteer daaronder het/de nummer(s) van de veiligheidspictogram(men).

ijzertrichloride

IN

kaliumthiocyanaat

risico­ analyse

4 WERKWIJZE

N

VA

1 Vul een petrischaal voor de helft met gedemineraliseerd water. 2 Strooi aan de ene kant van de petrischaal een spatelpunt kaliumthiocyanaat en aan de andere kant een spatelpunt ijzertrichloride. 3 Noteer de kleur van beide stoffen bij de waarneming. 4 Beschrijf nauwkeurig wat er gebeurt als beide stoffen zich verspreiden in het water.

5 WAARNEMING a

Welke kleur heeft kaliumthyocyanaat?

b

Welke kleur heeft ijzertrichloride?

Wat gebeurt er met de stoffen wanneer ze zich in het water verspreiden?

©

c

6 BESLUIT De moleculen van kaliumthyocyanaat en van ijzertrichloride botsen met elkaar.

172

Aspecten van een chemische reactie


7 REFLECTIE Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

Wat gebeurt er met de moleculen van de beide stoffen als ze botsen?

IN

Wat gebeurt er met die atomen?

De stoffen die met elkaar reageren, zijn de uitgangsproducten. Dit zijn de stoffen waarmee je vertrekt. Je noemt ze ook de reagentia. De verkregen stof (of stoffen) noem je het reactieproduct of de reactieproducten.

Reageren is dus het resultaat van moleculen die met elkaar botsen. Maar niet elke botsing leidt tot een reactie. Je kunt dit verklaren aan de hand van de moleculen in lucht.

N

b

VA

N₂

CO₂ Ar, H₂O en andere gassen

O₂ Fig. 1.1

Ken je de samenstelling van droge lucht nog? De afbeelding helpt je op weg.

©

Zijn er in de lucht botsingen tussen de verschillende componenten van het mengsel?

Is er in het voorbeeld van lucht sprake van een chemische reactie? Verklaar.

1 Wat is een chemische reactie?

173


c

Chemische reacties zijn niet weg te denken in het dagelijks leven. Geef een drietal voorbeelden.

d

Hoe kun je een chemische reactie waarnemen?

IN

Er zijn grote verschillen tussen een fysisch verschijnsel en een chemische reactie. – Bij een fysisch verschijnsel worden er geen nieuwe stoffen gevormd. Meestal is het proces omkeerbaar. Voorbeelden: veranderen van aggregatietoestand, oplossen van stoffen – Bij een chemische reactie ontstaan er nieuwe stoffen met nieuwe eigenschappen. Dit proces is onomkeerbaar. Voorbeelden: verbrandingsreacties, roesten van ijzer

audio

N

Een chemische reactie kan gebeuren doordat moleculen met elkaar botsen.

De stoffen die met elkaar reageren zijn de reagentia (of uitgangsproducten); de stoffen die ontstaan tijdens de reactie zijn de reactieproducten.

VA

Chemische reacties zijn in het dagelijks leven heel aanwezig. Je herkent ze aan een geur- of kleurverandering, de productie van een gas enzovoort. Test jezelf: oefeningen 1 en 2

HET ZIJN NIET ALTIJD SPECTACULAIRE EXPLOSIES

©

Hoewel chemie, en meer bepaald chemische reacties vaak tot de verbeelding spreken, zijn het heus niet altijd spectaculaire explosies. Een chemische reactie kan veel eenvoudiger zijn dan dat.

174

Aspecten van een chemische reactie


2 REACTIEVERGELIJKINGEN BINNEN DE CHEMIE MOET HET OOK WISKUNDIG KLOPPEN In een eerder thema heb je de begrippen index en coëfficiënt al leren kennen.

1

a

Leg aan de hand van twee voorbeelden het verschil uit tussen die twee begrippen. Voorbeeld 1: 3 CO2

Voorbeeld 2: 5 H2O

N

b

IN

In het algemeen kun je het verschil als volgt samenvatten.

VA

De                staat                het symbool van het element en toont                . De               is het getal voor de                die

het aantal                 of

2

toont.

Index en coëfficiënt heb je ook nodig om een chemische reactie te noteren in een reactievergelijking. a

Je start met het uitvoeren van een demoproef.

©

ONDERZOEK 2 − DEMOPROEF 1

ONDERZOEKSVRAAG Welke reactieproducten ontstaan er bij de reactie tussen magnesium en waterstofchloride?

2 HYPOTHESE

2 Reactievergelijkingen

175


3 BENODIGDHEDEN twee proefbuizen lucifers handschoenen bunsenbrander met draadnet (of kookplaat) horlogeglas verdunde waterstofchloride-oplossing (HCl) reepje magnesiumlint (Mg)

magnesiumlint

4 WERKWIJZE

VA

1 Giet enkele ml van een verdunde waterstofchloride-oplossing in een proefbuis. 2 Voeg een stukje magnesiumlint toe. 3 Hou een omgekeerde proefbuis boven de eerste proefbuis. 4 Hou een brandende lucifer in de omgekeerde proefbuis. 5 Laat een klein deel van het reactiemengsel indampen op het horlogeglas.

5 WAARNEMING

Wat gebeurt er bij stap 2?

©

b

Wat gebeurt er bij stap 4?

c

N

a

risico­ analyse

IN

waterstofchloride

Wat ontstaat er bij stap 5?

176

Veiligheidsinstructies Noteer de nummers van de H- en P-zinnen van de beide producten en noteer daaronder het/de nummer(s) van de veiligheids­ pictogram(men).

Aspecten van een chemische reactie

gas

gas

waterstofchloride magnesium Fig. 2.1


6 BESLUIT

7 REFLECTIE Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

IN

Het witte poeder dat gevormd wordt, is magnesiumdichloride. Als magnesium reageert met waterstofchloride wordt er dus en

gevormd.

VA

N

Zoutzuur is een oplossing van waterstofchloride in water. Het is een schoonmaakmiddel dat onder andere gebruikt wordt om cementsluier op een pas gelegde vloer te verwijderen. In de producten die in de handel verkocht worden, is de oplossing sterk verdund, maar toch moet je er voorzichtig mee omspringen. Dat blijkt onder andere uit de H-zinnen. Schrijf ze voluit.

Chemische reacties worden genoteerd in een reactievergelijking. Vooraleer je daar mee aan de slag gaat, leer je eerst om het reactieschema uit te schrijven. In het linkerlid worden de uitgangsstoffen of reagentia (in woorden) genoteerd en in het rechterlid de eindproducten of de reactieproducten (in woorden). Tussen het linker- en het rechterlid wordt een pijl gezet. Dat noemen we de reactiepijl. Die symboliseert de verandering of de omzetting die gebeurt.

©

b

Fig. 2.2

REAGENTIA  REACTIEPRODUCTEN

Wat zijn de reagentia bij onderzoek 2?

Wat zijn de reactieproducten?

Noteer het reactieschema.

2 Reactievergelijkingen

177


c

Via de volgende demoproef kun je verder oefenen op het uitschrijven van een reactieschema.

ONDERZOEK 3 − DEMOPROEF 1

ONDERZOEKSVRAAG Wat wordt er gevormd als magnesium verbrandt?

2 HYPOTHESE

3 BENODIGDHEDEN bunsenbrander tang reepje magnesiumlint (Mg)

IN

Veiligheidsinstructies Noteer de nummers van de H- en P-zinnen van het product en noteer daaronder het nummer van het veiligheidspictogram.

magnesiumlint

N

VA

4 WERKWIJZE

1 Neem een reepje magnesiumlint vast met de tang. 2 Hou het reepje in de vlam van de bunsenbrander.

5 WAARNEMING

Wat gebeurt er bij stap 2?

©

6 BESLUIT

Als magnesium brandt, wordt een wit product gevormd.

178

Aspecten van een chemische reactie

risico­ analyse


7 REFLECTIE Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

Als een stof verbrandt, dan reageert die met zuurstofgas. –

Wat zijn de reagentia van deze chemische reactie?

IN

Het reactieproduct is magnesiumoxide. Noteer nu het reactieschema.

3

N

Fig. 2.3

Wanneer je een reactieschema vlot kunt uitschrijven, is het nog een kleine stap om ook de reactievergelijking te noteren. Voorbeeld 1: de reactie tussen magnesium en waterstofchloride – Noteer opnieuw het reactieschema voor de reactie:

VA

a

– Je weet dat chemische stoffen opgebouwd zijn uit moleculen en atomen en dat je die kunt voorstellen met deeltjesmodellen. Teken de deeltjesmodellen van de betrokken stoffen op de juiste plaats in de tabel. waterstofchloride

magnesiumdichloride

diwaterstof

©

magnesium

2 Reactievergelijkingen

179


Teken nu het reactieschema met gebruik van de deeltjesmodellen.

Hoe verklaar je het begrip reactie met dit deeltjesmodel?

IN

Vergelijk het aantal atomen bij de reagentia en bij de reactieproducten.

N

VA

– Atomen kunnen niet uit het niets verschijnen of zomaar verdwijnen. Het aantal atomen van een bepaalde soort voor de reactie moet hetzelfde zijn als na de reactie. Maak het reactieschema met de deeltjesmodellen in orde. Opgelet: aan de deeltjesmodellen van de stoffen mag je niets veranderen.

– Vervang de deeltjesmodellen door de correcte molecuulformules. Let goed op de correcte indexen en coëfficiënten.

©

Deze voorstelling van een chemische reactie noem je een reactievergelijking.

b

Voorbeeld 2: de verbranding van magnesium – Schrijf het reactieschema.

Schrijf de reactievergelijking.

Maak de reactievergelijking kloppend.

180

Aspecten van een chemische reactie


c

Voorbeeld 3: onder invloed van een elektrische stroom ontleedt water in waterstofgas (diwaterstof) en zuurstofgas (dizuurstof). – Schrijf het reactieschema.

Schrijf de reactievergelijking.

Je kunt nu verder oefenen op reactievergelijkingen met de applet die je kunt openen via de QR-code.

APPLET

IN

4

Chemisch reageren is in feite niets anders dan het herschikken van atomen.

audio

N

Chemische reacties kun je voorstellen in een reactieschema. In het linkerlid worden de uitgangsstoffen of reagentia (in woorden) genoteerd en in het rechterlid de eindproducten of de reactieproducten (in woorden). Tussen het linker- en het rechterlid wordt een pijl geschreven. Dat noemen we de reactiepijl. Die symboliseert de verandering of de omzetting die gebeurt.

REAGENTIA

REACTIEPRODUCTEN

VA

Als je de woorden in het reactieschema vervangt door de molecuulformules van de betrokken molecules bekom je de reactievergelijking. molecuulformule

3 Mg Cl2

coëfficiënt

index

©

Wanneer je een reactie weergeeft in een reactievergelijking, dan hou je rekening met enkele afspraken: – Zowel de reagentia (linkerlid) als de reactieproducten (rechterlid) worden voorgesteld door molecuulformules. – Het aantal atomen van een bepaalde soort moet voor en na de reactie gelijk zijn. – In een reactievergelijking geef je dat aan door de juiste coëfficiënten (kleinste gehele getallen) in te voeren. Test jezelf: oefeningen 3, 4 en 5

BINNEN DE CHEMIE MOET HET OOK WISKUNDIG KLOPPEN Net zoals bij een wiskundige vergelijking moet ook een chemische reactievergelijking kloppen. In het linker- en het rechterlid van de reactievergelijking moet het aantal atomen van een bepaalde soort gelijk zijn.

2 Reactievergelijkingen

181


3 WET VAN BEHOUD VAN MASSA EEN CHEMISCHE REACTIE IS IN BALANS Bij een chemische reactie herschikken de atomen zich zodat er nieuwe moleculen gevormd worden. Dat is de wet van behoud van massa.

1

Welke wetenschapper heeft een belangrijke rol gespeeld bij het opstellen van die wet? Zoek via het internet informatie over hem en vul zijn ‘identiteitskaart’ in.

IN

Fig. 3.1

Verdienste op wetenschappelijk vlak:

N

Belangrijke ontdekkingen/experimenten – Verbranding:

Naam:

VA

Geboren: Overleden:

Hoe is hij overleden?

Kwantitatieve experimenten:

©

Nationaliteit:

2

Met een aantal experimenten kun je de wet van behoud van massa (wet van Lavoisier) mooi aantonen.

ONDERZOEK 4 1

ONDERZOEKSVRAAG Hoe wijzigt de totale massa wanneer azijn en bakpoeder met elkaar reageren?

2 HYPOTHESE De totale massa blijft gelijk. De totale massa daalt. De totale massa stijgt. 182

Aspecten van een chemische reactie

Fig. 3.2


Veiligheidsinstructies Noteer de nummers van de H- en P- zinnen van het product.

3 BENODIGDHEDEN erlenmeyer maatcilinder trechter spatellepel balans 50 ml tafelazijn bakpoeder

azijn

risico­ analyse

4 WERKWIJZE Giet 50 ml azijn in de erlenmeyer. Bepaal met een balans nauwkeurig de massa van de erlenmeyer met de azijn. Neem twee spatellepels bakpoeder en bepaal er de massa van. Breng het bakpoeder in de azijn. Bepaal opnieuw de massa.

5 WAARNEMING a

Hoe groot is de massa bij stap 2?

Hoe groot is de massa bij stap 3?

c

N

b

IN

1 2 3 4 5

Wat gebeurt er bij stap 4?

VA

6 BESLUIT

De massa is na de chemische reactie gelijk gebleven / gedaald / gestegen.

7 REFLECTIE

Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

©

Hoe kun je verklaren dat de massa daalde en je resultaat dus eigenlijk in strijd is met de wet van behoud van massa?

Hoe kun je ervoor zorgen dat je het gas toch kunt meewegen zonder gebruik te maken van een sluitdop?

Probeer uit en maak hiervoor zelf het volledige proefverslag. Gebruik het sjabloon dat je vindt bij het onlinelesmateriaal.

3 Wet van behoud van massa

183


Kijk nog eens naar onderzoek 2. Wat denk je dat er hier gebeurt met de totale massa?

Waarom is dat zo?

Hoe kun je ervoor zorgen dat je het gas wel kunt meewegen?

ONDERZOEK 5 − DEMOPROEF 1

ONDERZOEKSVRAAG

IN

Hoe wijzigt de totale massa wanneer natriumchloride reageert met zilvernitraat?

N

2 HYPOTHESE

risico­ analyse

3 BENODIGDHEDEN

VA

erlenmeyer proefbuis balans oplossing van natriumchloride (NaCl) oplossing van zilvernitraat (AgNO3)

4 WERKWIJZE

©

1 Giet een oplossing van natriumchloride in de erlenmeyer. 2 Breng in een erlenmeyer een proefbuis met een kleine hoeveelheid van een oplossing van zilvernitraat. 3 Bepaal nauwkeurig de massa van de erlenmeyer en de inhoud. 4 Kantel de erlenmeyer zodat de zilvernitraatoplossing in de erlenmeyer loopt en kan reageren met de natriumchloride-oplossing. 5 Bepaal opnieuw de massa.

184

Aspecten van een chemische reactie

zilvernitraat natriumchloride Fig. 3.3


5 WAARNEMING a

Hoe groot is de massa bij stap 3?

b

Wat gebeurt er bij stap 4?

Hoe groot is de massa bij stap 5?

IN

c

6 BESLUIT

7 REFLECTIE

N

Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

VA

In de erlenmeyer ontstaat een wit product. Dat noem je een neerslag. De neerslag wordt wel / niet meegewogen bij het eindresultaat. Het reactieschema voor dit experiment is:

Vervolledig de reactievergelijking (zilvernitraat krijg je als tip).

AgNO3

Waarom werd er een stop op de erlenmeyer geplaatst?

©

3 Wet van behoud van massa

185


Interessant om weten Zilvernitraat kun je bij de apotheker kopen onder de vorm van een stiftje. audio De zilvernitraatstift is een effectief medisch middel voor de behandeling van wratten. Door het aanstippen van het topje van de wratten met de stift ontstaat een chemische reactie, die uiteindelijk de wrat verwijdert. Je moet de wrat daarvoor gedurende een aantal dagen telkens opnieuw aanstippen.

IN

Een zilvernitraatstift kan ook worden gebruikt voor het stoppen van kleine bloedingen, die bijvoorbeeld ontstaan bij het scheren.

Fig. 3.4

Test jezelf: oefeningen 6 en 7

N

De wet van behoud van massa, ook de wet van Lavoisier genoemd, zegt dat in een afgesloten ruimte de totale massa van de betrokken stoffen ongewijzigd zal blijven, ondanks de reacties die binnen het systeem plaatsvinden.

EEN CHEMISCHE REACTIE IS IN BALANS

©

VA

Niet alleen het aantal atomen blijft gelijk, maar ook de totale massa blijft behouden.

186

Aspecten van een chemische reactie

audio


4 E NDOTHERME EN ­E XOTHERME REACTIES IS DE WERKING VAN EEN COLDPACK GEBASEERD OP EEN CHEMISCHE REACTIE? In de eerste graad leerde je verschillende energievormen kennen. Noteer de energievormen onder de onderstaande afbeeldingen.

IN

1

N

Fig. 4.1

VA

Fig. 4.3

© 2

Fig. 4.2

Fig. 4.4

Via een aantal experimenten kun je aantonen dat er thermische energie opgenomen of afgegeven wordt tijdens een chemische reactie. a

In de eerste demoproef bestudeer je een eerste mogelijke temperatuurwijziging.

4 Endotherme en ­exotherme reacties

187


ONDERZOEK 6 − DEMOPROEF 1

ONDERZOEKSVRAAG Wat gebeurt er met de temperatuur wanneer je een ammoniakoplossing laat reageren met een waterstofchloride-oplossing?

2 HYPOTHESE

erlenmeyer (250 ml) doorboorde stop thermometer ammoniakoplossing waterstofchloride-oplossing

Veiligheidsinstructies Noteer de nummers van de H- en P-zinnen van het product en noteer daaronder de nummers van de veiligheidspictogrammen.

IN

3 BENODIGDHEDEN

risico­ analyse

ammoniak

N

VA

4 WERKWIJZE

1 Giet 40 ml ammoniakoplossing in de erlenmeyer en lees nauwkeurig de begintemperatuur af. 2 Voeg 40 ml waterstofchloride-oplossing toe. 3 Sluit de erlenmeyer af met een doorboorde stop waar een thermometer doorheen steekt. 4 Lees de eindtemperatuur af.

5 WAARNEMING

Hoe hoog is de temperatuur bij stap 1?

b

Hoe hoog is de temperatuur bij stap 4?

©

a

6 BESLUIT

7 REFLECTIE

Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

188

Aspecten van een chemische reactie


Bij de reactie van ammoniak en waterstofchloride komt er energie vrij / wordt er energie opgenomen onder de vorm van thermische energie. Dat is een exotherme reactie. In het dagelijks leven zijn er heel wat voorbeelden van chemische reacties waarbij thermische energie vrijkomt. Geef drie voorbeelden.

Heel wat reacties blijken een ‘duwtje’ nodig te hebben om van start te kunnen gaan; we noemen het daarom activeringsenergie. Doorgaans gaat het om een kleine hoeveelheid energie. Zodra de reactie goed op gang gekomen is, zorgt de vrijgekomen energie ervoor dat de rest van de stof verder reageert. Geef een voorbeeld van activeringsenergie.

IN

b

N

Je kunt het energetisch aspect bij een chemische reactie weergeven in een energiediagram. Bekijk het diagram hieronder. Doorstreep de foutieve antwoorden.

Exotherme reactie

activeringsenergie

energie

©

VA

Om een exotherme reactie op gang te laten komen, wordt er energie toegevoegd / geen energie toegevoegd. De energie is na de chemische reactie gedaald / gelijk gebleven / gestegen. Dat betekent dat de energie van de reactieproducten kleiner / gelijk / groter is dan de energie van de reagentia. Er komt dus thermische energie vrij. / Er komt dus geen thermische energie vrij.

reagentia

afgegeven energie reactieproducten Fig. 4.5

4 Endotherme en ­exotherme reacties

189


Interessant om weten De chemische stoffen uit de vorige experimenten vallen bijna allemaal onder de noemer ‘erg giftig’. Wanneer je de H- en P-zinnen bekijkt, ontdek je al gauw dat men vaak verwijst naar het antigifcentrum. Dit centrum is 7 dagen op 7 telefonisch bereikbaar voor medische urgenties met betrekking tot vergiftiging. audio

Wanneer je hen contacteert, heb je het best de volgende informatie bij de hand: – De naam of de verpakking van het betrokken product. – De leeftijd van het slachtoffer: gaat het om een kind of een volwassene? – De hoeveelheid van het product: aantal tabletten, soep- of theelepels...? – Wat er precies gebeurd is: ongeval, zelfmoordpoging... – Eventuele ziekteverschijnselen. Website: https://www.antigifcentrum.be/

IN

c

Fig. 4.6

In een tweede demoproef onderzoek je nog een temperatuurwijziging.

ONDERZOEK 7 − DEMOPROEF 1

ONDERZOEKSVRAAG

N

Wat gebeurt er met de temperatuur wanneer je ammoniumchloride laat reageren met bariumhydroxide? 2 HYPOTHESE

Veiligheidsinstructies Noteer de nummers van de H- en P-zinnen van de beide producten en noteer daaronder het nummer van het veiligheidspictogram.

VA

3 BENODIGDHEDEN

beker (200 ml) roerstaaf thermometer ammoniumchloride bariumhydroxide rood lakmoespapiertje

bariumhydroxide

©

ammoniumchloride

4 WERKWIJZE 1 Breng 8 g ammoniumchloride in de beker en meet de temperatuur. 2 Voeg 16 g bariumhydroxide toe en meng het mengsel met een roerstaaf. 3 Hou een rood lakmoespapiertje boven het reactiemengsel. 4 Wuif een beetje van de ‘lucht’ boven het mengsel naar je toe en ruik. 5 Lees de eindtemperatuur af.

190

Aspecten van een chemische reactie

risico­ analyse


5 WAARNEMING a

Wat gebeurt er met het lakmoespapiertje bij stap 3?

b

Welke geur neem je waar?

c

Hoe groot is de temperatuur bij stap 5?

6 BESLUIT

IN

7 REFLECTIE

Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

Een chemische reactie waarbij de temperatuur daalt, noem je een endotherme reactie. De energie na de endotherme reactie is gedaald / gelijk gebleven / gestegen. Dat betekent dat de energie van de reactieproducten hoger / lager is dan die van de reagentia. Visualiseer deze waarneming door het energiediagram verder aan te vullen.

VA

d

N

Endotherme reactie

©

energie

activeringsenergie

reagentia Fig. 4.7

4 Endotherme en ­exotherme reacties

191


Interessant om weten Een cold-hotpack bevat een gel die zowel koud als warm kan gebruikt worden. Als je het koud wilt gebruiken, moet het eerst een aantal uren in de diepvriezer gelegd worden.

Wil je nog meer weten over de werking en het gebruik van een coldpack, scan dan de QR-code en bekijk de video.

VIDEO

Het hoeft niet altijd thermische energie te zijn. Je kunt ook spreken over exo-energetische reacties en endo-energetische reacties. a

Verklaar de begrippen.

VA

N

3

audio

IN

Fig. 4.8

Als je echter meteen een koud kompres nodig hebt en er is geen ijs in de buurt, dan kun je een coldpack gebruiken. In zo’n coldpack zit een zak met water en een vaste stof (bijvoorbeeld ammoniumnitraat). Zodra de waterzak gebroken wordt door erin te knijpen, komt het water in contact met het ammoniumnitraat waarbij een endothermische reactie plaatsgrijpt. De temperatuur daalt daarbij tot ongeveer 2 °C.

b

Is de populaire lightstick een voorbeeld van een exo- of een endo-energetische reactie? Welke vorm van energie is erbij betrokken?

©

c

192

Fig. 4.9

Is de werking van een batterij gebaseerd op een endo- of een exo-energetische reactie? Verduidelijk je antwoord door middel van een experiment. Zoek daarvoor op het internet naar een voorbeeld van een chemische reactie, om een elektrische stroom te produceren. Maak hierover een proefverslag aan de hand van het sjabloon bij het onlinelesmateriaal. Voer (indien mogelijk) jouw experiment ook uit.

Aspecten van een chemische reactie


d

Bij de verbranding van magnesium wordt er licht uitgestraald. Bij andere reacties is er juist licht nodig om ze te kunnen laten doorgaan. Een voorbeeld van zo een endo-energetische reactie, vind je terug in het volgende experiment.

ONDERZOEK 8 − DEMOPROEF 1

ONDERZOEKSVRAAG Welke invloed heeft licht op de ontleding van zilverbromide?

2 HYPOTHESE

3 BENODIGDHEDEN twee proefbuizen aluminiumfolie zilverbromide

IN

Je moet licht toevoegen. Je moet licht wegnemen. Licht heeft geen invloed op de reactie.

Veiligheidsinstructies Noteer de nummers van de H- en P-zinnen van het product en noteer daaronder het nummer van het veiligheidspictogram.

risico­ analyse

zilverbromide

N

VA

4 WERKWIJZE

1 Verdeel een suspensie van zilverbromide over twee proefbuizen. 2 Wikkel rond de ene proefbuis aluminiumfolie en plaats ze in een donkere kast. Vermijd elke vorm van lichtinval. 3 Zet de andere proefbuis in het licht. 4 Wacht 15 minuten en vergelijk daarna de inhoud van de beide proefbuizen.

5 WAARNEMING

Wat zie je bij stap 4?

©

6 BESLUIT

4 Endotherme en ­exotherme reacties

193


7 REFLECTIE Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

De ontleding is het gevolg van de invloed van             . De grijszwarte kleur ontstaat door een neerslag van zilver.

IN

Het                is dus onder invloed van het                 gesplitst in zilver en dibroom. Schrijf het reactieschema bij het experiment.

Vul de reactievergelijking aan. AgBr

N

Chemische reacties kunnen ingedeeld worden op basis van het opnemen of afgeven van thermische energie. – Bij een exotherme reactie wordt warmte afgegeven aan de omgeving. – Bij een endotherme reactie wordt warmte opgenomen uit de omgeving.

VA

Zowel exotherme als endotherme reacties kunnen voorgesteld worden met een energiediagram:

Exotherme reactie

Endotherme reactie

energie

energie

activeringsenergie

reagentia

afgegeven energie

reactieproducten opgenomen energie

reagentia

©

reactieproducten

activeringsenergie

Er kunnen ook andere vormen van energie opgenomen of afgegeven worden. – Bij een exo-energetische reactie komt er energie vrij. – Bij een endo-energetische reactie wordt er energie opgenomen. Test jezelf: oefeningen 8, 9 en 10

audio

IS DE WERKING VAN EEN COLDPACK GEBASEERD OP EEN CHEMISCHE REACTIE? De werking van een coldpack is inderdaad gebaseerd op een chemische reactie, waarbij er energie uit de omgeving wordt opgenomen.

194

Aspecten van een chemische reactie


NOTITIES

VA

N

IN

©

NOTITIES

195


! a h A ! a h A

MINDMAP

Er worden geen nieuwe           gevormd

IN

verschijnsel

Meestal

Vbn: veranderen van aggregatietoestand, oplossen van stoffen

Wat?

Er worden        stoffen/moleculen gevormd

N

met       eigenschappen

Chemische reactie

Het proces is

VA

Vbn: verbrandingsreacties, roesten van ijzer

©

Gebeurt als gevolg van een botsing

In een                ruimte zal de

van de betrokken stoffen                 blijven,

ondanks                die binnen

het systeem plaatsvinden. = Wet van

196

Aspecten van een chemische reactie

Wet van behoud van massa

Wat?


Chemisch reageren =

Linkerlid Reactiepijl

IN

Reactieschema

Uitgangsstoffen =

Reactievergelijkingen

Rechterlid

Eindproducten =

Reactievergelijking

N

Reactieschema maar met           Afspraken: * alleen werken met

CHEMISCHE REACTIES

*a antal          = aantal         * j uiste

VA

Endo- en exotherme reacties

Wat?

Energiediagram

gebruiken

©

Andere energie

Exotherme reactie

Endotherme reactie

*

reactie

activeringsenergie energie

*

energie

reactie

activeringsenergie

reagentia

reactieproducten

afgegeven energie reactieproducten

opgenomen energie reagentia

AHA!

197


CHECKLIST helemaal begrepen

Wat ken/kan ik?

hier kan ik nog groeien

pg.

171

Ik kan voorbeelden geven van chemische reacties en van fysische verschijnselen.

171, 174

Ik weet wat de uitgangsstoffen (of reagentia) en de eindproducten (reactieproducten) zijn bij een chemische reactie.

175179

Ik kan een chemische reactie voorstellen in een reactieschema.

177, 179

Ik kan een chemische reactie voorstellen met een deeltjesmodel.

179

Ik begrijp dat er tijdens een chemische reactie materie-uitwisseling optreedt.

182186

Ik kan een chemische reactie voorstellen in een reactievergelijking.

179181

Ik kan een chemische reactie ‘kloppend’ maken met behulp van de coëfficiënten.

179181

Ik weet dat bij een chemische reactie in een afgesloten ruimte de totale massa van de stoffen behouden blijft.

182186

Ik weet dat er een verschil is tussen exo- en endotherme reacties.

188191

N

IN

Ik ken het verschil tussen een chemische reactie en een fysisch verschijnsel.

188, 189

Ik kan een endotherme reactie omschrijven.

190, 191

Ik ken het verschil tussen een exo-energetische reactie en een ­ endo-energetische reactie.

192194

Ik kan praktische voorbeelden geven van exo- en endo-energetische reacties.

192, 200

VA Ik kan een exotherme reactie omschrijven.

©

Je kunt deze checklist ook op

198

Aspecten van een chemische reactie

invullen bij je Portfolio.


TEST JEZELF Zijn de volgende voorbeelden fysische verschijnselen of chemische reacties? Noteer in de juiste plaats in de tabel. – stollen van kaarsvet – scheiden van zand en water – verzuren van melk – groenten hakken – koken van een ei – ontploffen van vuurwerk fysisch verschijnsel

2

chemische reactie

IN

1

Als je een zilveren bestek waar confituur aan hangt, afwast, is dat dan een chemische reactie? Verklaar.

N

Als je dat zilveren bestek daarna met zilverpoets schoonmaakt, welk soort verschijnsel vindt er dan plaats?

Als men waterstofgas (diwaterstof) met stikstofgas (distikstof) laat reageren, komt er ammoniakgas (NH3) vrij. – Geef het reactieschema.

VA

3

Noteer in het schema de begrippen ‘reagentia’ en ‘reactieproducten’ op de juiste plaats.

Geef de reactievergelijking.

De reactie van A (blauw bolletje) met B (rood bolletje) wordt weergegeven in de onderstaande figuur:

©

4

Welke reactievergelijking komt overeen met deze reactie? 4 A2 + 4 B  4 AB 2 A + B  A2B A2 + 2 B  2 AB A 2 + B  A 2B A + B2  AB2

Test jezelf

199


5

6

Maak de reactievergelijkingen in orde. –

CH4 +

O2     CO2 +   H2O

SO2 +    O2 

CuO +    C     CO2 +   Cu

C4H10 +    O2    CO2 +    H2O

SO3

Wat is er fout aan de volgende reactievergelijkingen? Schrijf ze correct. –

H + O  H2O

IN

N2 + 1,5 H2  NH3

Een reepje magnesiumlint van 0,30 g wordt verbrand. Bij die reactie ontstaat een wit poeder: magnesiumoxide. De massa ervan is groter dan die van het oorspronkelijke magnesium. Is de wet van Lavoisier wel of niet geldig? Verklaar.

N

7

8

Geef een verklaring voor het feit dat de massa toeneemt bij de verbranding van magnesium.

VA

9

Bekijk de video via de QR-code. Is dit een voorbeeld van een endotherme of een exotherme reactie? Verklaar.

video

10 Zijn de volgende voorbeelden endo-energetische of exo-energetische reacties? Zet een kruisje in de juiste kolom. endo-energetische reactie

©

voorbeeld

warm worden van een batterij

fotosynthese

tie dye van een T-shirt

verbranding van kaarsvet

ontsteken van vuurwerk

elektrolyse van water

Verder oefenen? Ga naar

200

exo-energetische reactie

Aspecten van een chemische reactie

.


©

VA

N

IN

Druk en geluid

1 WAT IS DRUK? 2 DRUK BIJ VLOEISTOFFEN 3 DRUK BIJ GASSEN 4 GELUID


Wat weet ik al over dit thema?

IN

N

1

okterd © Wetenschap Uitged vzw go Min Sci van – een project

©

VA

2

Wat wil ik nog te weten komen?

© De Stentor

Ontdek deze en nog andere opties op

202

Druk en geluid

.


1 WAT IS DRUK? KUN JE ECHT OP EIEREN LOPEN? De begrippen druk en kracht worden dikwijls door elkaar gebruikt.

1

a

Wat is een kracht?

b

IN

Welke twee krachten werken in op de spons op figuur 1.1?

spons

gewicht

c

normaalkracht

Fig. 1.1

Hoe ontstaat de vervorming van de spons?

N

Wat wordt eigenlijk bedoeld als je zegt dat de baksteen op de spons drukt?

VA

d

baksteen

2

Onderzoek welke factoren een rol spelen bij de vervorming van een spons onder invloed van een baksteen. Splits je onderzoek op in twee deelonderzoeken.

Onderzoek 1 1

ONDERZOEKSVRAAG

©

Welke factoren spelen een rol bij de vervorming van een spons onder invloed van een baksteen?

2 HYPOTHESE

risico­ analyse

3 BENODIGDHEDEN vier identieke bakstenen spons meetlat met mm-schaal

Tip Maak gebruik van de tekeningen bij het uitschrijven van de werkwijze.

1 Wat is druk?

203


4 WERKWIJZE DEELONDERZOEK 1 Noteer je werkwijze.

baksteen

spons

Fig. 1.2

IN

5 WAARNEMING DEELONDERZOEK 1

6 BESLUIT

VA

N

4 WERKWIJZE DEELONDERZOEK 2 Noteer je werkwijze.

baksteen spons

baksteen spons

Fig. 1.3

©

5 WAARNEMING DEELONDERZOEK 2 Oppervlakte (cm2)

204

Druk en geluid


6 BESLUIT

7 REFLECTIE Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

IN

Bij deelonderzoek 1 heb je de massa vergroot. Welke kracht nam hierdoor toe?

Je kunt je meetresultaten uit het onderzoek ook voorstellen in een grafiek. a b c d

N

3

Benoem de assen. Zet de meetresultaten uit. Teken de grafiek. Noteer onder elke grafiek of het om een recht evenredig of een omgekeerd evenredig verband gaat. Deelonderzoek 2

©

VA

Deelonderzoek 1

1 Wat is druk?

205


4

De verhouding van de grootte van een kracht (F, loodrecht op een oppervlak) tot de grootte van het contactoppervlak (A) waarop die kracht inwerkt, is een grootheid: de druk op een oppervlak. Ze wordt voorgesteld met het symbool p. a

De druk op een oppervlakte kun je berekenen met een formule. Leid die af uit de inleidende tekst.

b

Uit de formule kun je de eenheid van druk afleiden.

c

IN

Deze eenheid is een SI-eenheid en heet de pascal (Pa). Ook de afgeleide eenheden hectopascal en kilopascal worden vaak gebruikt. In het vak aardrijkskunde gebruik je de eenheden bar en millibar. Vul de tabel verder aan. Indien nodig zoek je de informatie op het internet. eenheid

symbool

1 hectopascal

1 kilopascal 1 bar

VA

1 millibar

N

1 pascal

verband tussen de eenheden

Je meet de druk in gassen en vloeistoffen met een manometer. Noteer onder de afbeelding in welke context de manometer als meetinstrument wordt gebruikt.

©

d

206

Fig. 1.4

Fig. 1.5

Fig. 1.6

Druk en geluid


Je gebruikt het begrip ‘druk’ veel vaker dan je denkt. a

Duid bij de afbeeldingen aan of: – de contactoppervlakte groot of klein is; – de vervorming groot of klein is; – de druk groot of klein is.

IN

5

Fig. 1.7

Fig. 1.9

Fig. 1.8

contactoppervlakte

contactoppervlakte

vervorming

vervorming

vervorming

druk

druk

druk

N

contactoppervlakte

Fig. 1.11

VA

Fig. 1.10

b

contactoppervlakte

contactoppervlakte

contactoppervlakte

vervorming

vervorming

vervorming

druk

druk

druk

Fig. 1.12

Uit al die voorbeelden blijkt:

– Als je een oppervlak veel wilt indrukken, moet de druk klein / groot zijn en de contactoppervlakte klein / groot.

– Als je een oppervlak weinig wilt indrukken, moet de druk klein / groot zijn en de

©

contactoppervlakte klein / groot.

c

6

Om een grote druk te hebben op een bepaalde oppervlakte moet de kracht klein / groot zijn.

Je kent vast en zeker het spreekwoord ‘op eieren lopen’. a

Wat betekent het?

b

Denk jij dat het mogelijk is?

1 Wat is druk?

207


c

Bekijk de video via de QR-code. Komt je hypothese overeen met wat je in het filmpje zag?

VIDEO

d

Het lopen op eieren heeft met druk te maken. Verklaar.

IN

Fig. 1.13

N

De druk op een oppervlak is de verhouding van de grootte van de kracht loodrecht op dat oppervlak tot de grootte van het oppervlak waarop de kracht werkt. – Hoe kleiner het contactoppervlak, hoe groter de druk. – Hoe groter de kracht, hoe groter de druk. De grootheid druk kun je berekenen met de formule: F p = A

VA

De SI-eenheid voor kracht is de pascal (Pa). 1 Pa = 1 N/m2 Het is de druk veroorzaakt door een kracht van 1 Newton op een contactoppervlak van 1 vierkante meter. Je meet de druk in gassen en vloeistoffen met een manometer. Test jezelf: oefeningen 1, 2 en 3

KUN JE ECHT OP EIEREN LOPEN?

©

Dat kan! Maar je moet het contactoppervlak met de eieren groot genoeg maken.

208

Druk en geluid

AUDIO


2 DRUK BIJ VLOEISTOFFEN HET SPUIT ER LANGS ALLE KANTEN UIT 1

Er is een onderscheid tussen de druk op een vloeistof en de druk in een vloeistof.

Fig. 2.1

Fig. 2.2

Druk in / op de vloeistof

Druk in / op de vloeistof

Druk in / op de vloeistof

Je weet al dat de eenheid voor druk de pascal is. De eenheid is genoemd naar de fysicus Blaise Pascal, die een belangrijke bijdrage geleverd heeft aan de kennis van druk op vloeistoffen. a

Bekijk de video via de QR-code.

b

Formuleer de wet van Pascal, die in de video geïllustreerd wordt.

VIDEO

©

2

Fig. 2.4

VA

Druk in / op de vloeistof

Fig. 2.3

N

IN

Omschrijf bij elke afbeelding: – hoe je de druk kunt waarnemen; – om welk soort druk het gaat: op de vloeistof of in de vloeistof.

c

Is deze wet een toepassing op druk in een vloeistof of druk op een vloeistof?

d

Stel zelf een onderzoek op waarmee je kunt aantonen wat er gebeurt als je een druk uitoefent op een vloeistof. Je krijgt de benodigdheden om je op weg te zetten.

2 Druk bij vloeistoffen

209


ONDERZOEK 2 1

ONDERZOEKSVRAAG

risico­ analyse

2 HYPOTHESE

3 BENODIGDHEDEN

IN

De druk blijft op de plaats waar hij uitgeoefend wordt. De druk plant zich voort naar onderen. De druk plant zich voort naar boven. De druk plant zich voort in alle richtingen.

glazen bol met gaatjes verspreid over de volledige bol doorboorde stop zuiger gekleurd water 4 WERKWIJZE

gekleurd water gaatjes

VA

N

Vul de werkwijze aan.

zuiger

Fig. 2.5

5 WAARNEMING

Wat gebeurt er bij stap 3?

6 BESLUIT

©

7 REFLECTIE

Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

Dit is een belangrijke eigenschap van vloeistoffen. Aan de hand van het molecuulmodel kun je dit verklaren. Een vloeistof bestaat uit moleculen die wel / niet op vaste plaatsen ten opzichte van elkaar zitten, maar wel / niet ten opzichte van elkaar kunnen bewegen.

210

Druk en geluid


Een vloeistof heeft een / geen eigen vorm, maar wel een / geen eigen volume. Als je op een hoeveelheid vloeistof een druk uitoefent, zal het volume van de vloeistof heel weinig / veel veranderen, dat wil zeggen vloeistoffen zijn wel / weinig samendrukbaar.

zuiger

zuiger

De vloeistof zal zich wel verplaatsen.

gekleurd water

gekleurd water

gaatjes

IN

Je kunt deze eigenschap voorstellen aan de hand van een molecuulmodel. De linker tekening verklaart de beginsituatie. Maak op de rechter tekening duidelijk wat er gebeurt nadat er druk op de vloeistof uitgeoefend wordt.

gaatjes

Fig. 2.6

Een toepassing op deze wet is de hydraulische pers. a

Je onderzoekt hoe zo’n hydraulische pers werkt.

N

3

Fig. 2.7

ONDERZOEK 3 – DEMOPROEF 1

ONDERZOEKSVRAAG

VA

2 HYPOTHESE

zuiger 1

plastieken potje

zuiger 2

Er ontstaat een grotere / kleinere kracht.

3 BENODIGDHEDEN

©

twee statieven met statiefnoten een grote en een kleine plastieken meetspuit een rubberen slang maatbeker met gekleurd water twee plastieken potjes lijm massa in de vorm van gewichtjes

gekleurd water

rubberen slang

Fig. 2.8

4 WERKWIJZE 1 Vul de beide spuiten voor ¾ met het gekleurde water. 2 Verbind de beide spuiten met de rubberen slang. 3 Bevestig elke spuit aan een statief. Gebruik hiervoor de statiefnoten. 4 Kleef op elke spuit een plastieken potje. 5 Plaats een massa in het potje op de kleine spuit. Noteer je waarneming. 6 Verwijder de massa in het potje op de kleine spuit. 7 Oefen nu dezelfde kracht uit op de grote spuit door dezelfde massa in het potje op de grote spuit te plaatsen.

risico­ analyse

2 Druk bij vloeistoffen

211


5 WAARNEMING a Wat gebeurt er bij stap 5?

b Wat gebeurt er bij stap 7?

7 REFLECTIE

N

6 BESLUIT

IN

Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

VA

Vervolledig de schets van de proefopstelling.

– –

Benoem de kleine zuiger (A1) en teken de kracht F1. Noteer de formule om de druk te bepalen.

Fig. 2.9

©

– Deze druk verspreidt zich tot onder de zuiger van de grote spuit. Benoem de zuiger en teken de kracht F2. – Noteer de formule voor het bepalen van de druk bij oppervlakte A2.

– De druk wordt doorgegeven in de vloeistof. Het gaat om dezelfde druk. Dat betekent: druk op zuiger 1 = druk op zuiger 2

Bepaal F2.

212

Druk en geluid


Wat betekent dit in de praktijk als je een kracht van 100 N op de kleine zuiger uitoefent?

De hydraulische pers heeft heel veel toepassingen. Omschrijf hoe de hydraulische pers ingezet wordt bij de volgende voorbeelden.

IN

b

Fig. 2.10

VA

N

Fig. 2.11

Fig. 2.12

Fig. 2.13

©

De druk die op een vloeistof wordt uitgeoefend, noem je de druk op een vloeistof. De wet van Pascal zegt dat de druk uitgeoefend op een deel van de vloeistof, zich ongewijzigd in de hele vloeistof voortplant. De werking van hydraulische toestellen is gebaseerd op die wet. Test jezelf: oefening 4

AUDIO

HET SPUIT ER LANGS ALLE KANTEN UIT Als je een plastieken flesje doorboort over de hele oppervlakte en je vult het met water, dan kan dat water er aan alle kanten uitspuiten als je een druk op het water uitoefent. Probeer het maar eens!

2 Druk bij vloeistoffen

213


AU! DAT DOET PIJN IN MIJN OREN Alles wat een massa heeft, is onderworpen aan de zwaartekracht. De zwaartekracht werkt dus ook in op een vloeistof. Daardoor ontstaat er in de vloeistof een druk, die je hydrostatische druk noemt.

1

manometer

slang buis

h

IN

water

Fig. 2.14

Leg aan de hand van de afbeelding uit hoe de manometer de druk opmeet.

N

Je merkt op figuur 2.14 dat de glazen buis op een bepaalde hoogte in de vloeistof wordt gehouden. Je kunt je de vraag stellen of je dezelfde druk zult meten als je de manometer dieper of minder diep in de vloeistof plaatst. Je zoekt een antwoord op deze vraag aan de hand van een onderzoek.

VA

2

ONDERZOEK 4 1

ONDERZOEKSVRAAG

2 HYPOTHESE

©

3 BENODIGDHEDEN twee statieven met statiefnoten manometer een rubberen slang een hoge maatcilinder dunne glazen buis, langer dan de hoogte van de maatcilinder water meetlat

214

Druk en geluid

risico­ analyse


4 WERKWIJZE

5 WAARNEMING 0

p (in hPa)

0

6 BESLUIT

7 REFLECTIE

5

10

15

20

N

h (in cm)

IN

1 Bevestig de manometer aan het eerste statief. 2 Verbind de manometer via de rubberen slang met de glazen buis. 3 Vul de maatcilinder voor ¾ met water. 4 Breng de glazen buis in de maatcilinder op 5 cm (h) van het wateroppervlak. Bevestig de glazen buis aan het tweede statief. 5 Lees de manometer af en noteer je waarneming in de tabel. 6 Herhaal stappen 4 en 5 op 10, 15 en 20 cm van het wateroppervlak en noteer je waarnemingen.

Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

VA

Controleer je metingen aan de hand van de applet die je kunt openen via de QR-code. Vergeet niet de manometer op 0 te plaatsen! Dat doe je door de atmosfeer uit te schakelen. – Met deze applet kun je nog andere factoren onderzoeken. Welke?

APPLET

©

– Onderzoek de invloed van de soort vloeistof en de hoeveelheid vloeistof en vul de besluiten aan. Als de massadichtheid van een vloeistof groter wordt, wordt de hydrostatische druk kleiner / groter. De hydrostatische druk is recht evenredig / omgekeerd evenredig met de massadichtheid van de vloeistof. De hoeveelheid vloeistof speelt een / geen rol bij het bepalen van de hydrostatische druk.

2 Druk bij vloeistoffen

215


3

Je weet al dat de hoogte van de vloeistof ten opzichte van het wateroppervlak een invloed heeft op de hydrostatische druk. Maar er is meer. a

E en andere eigenschap van de hydrostatische druk kun je onderzoeken met het derde item van de applet. Daarvoor meet je de druk op eenzelfde hoogte in een smal vat en in een breed vat. Kruis de hypothese aan die volgens jou van toepassing is. De druk in het smalle vat is kleiner dan de druk in het grote vat. De druk in het smalle vat is groter dan de druk in het grote vat. De druk is in beide vaten gelijk.

Fig. 2.15

IN

Test de hypothese uit via de applet en noteer je besluit.

b

De derde eigenschap van hydrostatische druk ontdek je met een klein, kwalitatief onderzoek.

1

N

ONDERZOEK 5 ONDERZOEKSVRAAG

risico­ analyse

VA

2 HYPOTHESE

3 BENODIGDHEDEN

twee RVS-rietjes lijm een maatbeker gevuld met water

©

4 WERKWIJZE 1 2 3 4

Plooi het mondstukje van een rietje om in een hoek van 90°. Kleef de rietjes aan elkaar. Breng de rietjes op 5 cm van het wateroppervlak. Blaas gelijktijdig in de beide rietjes.

5 WAARNEMING Bij welk rietje ontstaan het eerst luchtbellen?

216

Druk en geluid

Fig. 2.16

Fig. 2.17


6 BESLUIT

7 REFLECTIE Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

Formuleer de derde eigenschap.

IN

N

De druk die gemeten wordt in een vloeistof, noem je de hydrostatische druk in een vloeistof. Die is het gevolg van de zwaartekracht.

VA

De hydrostatische druk is afhankelijk van: – de soort vloeistof; AUDIO – de hoogte vanaf de plaats waar de druk gemeten wordt tot aan het vrije vloeistofoppervlak. De druk neemt toe met de hoogte ten opzichte van het vloeistofoppervlak. – Op een bepaalde hoogte is de hydrostatische druk in alle richtingen gelijk. Op eenzelfde hoogte is de hydrostatische druk altijd even groot. Test jezelf: oefening 5

AU! DAT DOET PIJN IN MIJN OREN

©

De hydrostatische druk wordt groter naarmate je dieper duikt. Op een bepaalde hoogte wordt die druk zo groot dat de druk op de trommelvliezen pijn veroorzaakt.

2 Druk bij vloeistoffen

217


3 DRUK BIJ GASSEN IN EEN KERNCENTRALE IS ER HET BEST ONDERDRUK Je weet dat lucht een mengsel van gassen is.

1

a

Hoe gedragen de materiedeeltjes zich bij een gas?

Aan de hand van de applet ontdek je hoe een gas een druk kan veroorzaken. Formuleer je vaststelling.

IN

b

APPLET

c

N

Om te onderzoeken of de wet van Pascal ook voor gassen geldt, verdubbel en halveer je het volume in de applet. Wat stel je vast?

VA

2

De atmosfeer of de dampkring is de laag lucht om de aarde. De zwaartekracht werkt op deze luchtmassa. Daardoor ontstaat een druk, de luchtdruk of atmosferische druk (patm). a

Je kunt de luchtdruk aantonen met een eenvoudig experiment.

Onderzoek 6 1

ONDERZOEKSVRAAG

©

2 HYPOTHESE

218

Druk en geluid

risico­ analyse


3 BENODIGDHEDEN erlenmeyer (1 l) filtreerpapier water 4 WERKWIJZE

5 WAARNEMING

6 BESLUIT

7 REFLECTIE

N

IN

1 Vul de erlenmeyer volledig met water. 2 Dek hem af met een filtreerpapiertje. Let er goed op dat er geen luchtbellen onder het filtreerpapier zitten. 3 Draai het glas voorzichtig om.

Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

VA

Hoe kun je dit verklaren?

©

Hoe komt het dat je een rekje met zuignappen kunt vasthechten aan de muur?

Fig. 3.1

3 Druk bij gassen

219


Interessant om weten Reeds in de 17de eeuw werd de aanwezigheid van luchtdruk aangetoond met het experiment van de Maagdenburgse halve bollen. Twee halve bollen met een diameter van 64 cm werden tegen elkaar gedrukt zodat ze samen een bol vormen. De lucht werd uit de bol weggepompt. Daarna probeerden 16 paarden de halve bollen weer van elkaar los te maken. Je kunt in de video die je bij het onlinelesmateriaal vindt, het resultaat van het experiment bekijken.

3

AUDIO

IN

Fig. 3.2

Uit je lessen aardrijkskunde weet je dat je de atmosferische druk of luchtdruk kunt meten. a

Hoe heet het toestel waarmee je de meting uitvoert?

Zoek op het internet de waarde van de atmosferische druk van vandaag.

c

N

b

Net als bij de hydrostatische druk speelt de hoogte een rol bij de atmosferische druk. Je kunt aan de hand van de data in de tabel het verband formuleren.

p (Pa)

VA

h (m) 0

1 013

1 500

850

3 000

700

5 500

500

9 000

300

12 000

200

16 000

100

atmosfeer

©

d

Verklaar dat aan de hand van figuur 3.3.

aardoppervlak

e

Lees in de tabel af wat de gemiddelde waarde is van de atmosferische druk op zeeniveau. Noteer die waarde volgens de wetenschappelijke methode.

220

Fig. 3.3

Druk en geluid


Interessant om weten atmosferische druk

Om de gemiddelde atmosferische druk van 1 013 Pa te voelen, moet er op je hand een kracht van 100 N werken. De massa die je dan op je hand moet zetten bedraagt 10 kg!

AUDIO

Fig. 3.4

De gewone atmosferische druk bedraagt dus ongeveer 1 000 hPa. Die wordt vaak de normdruk genoemd. Heel dikwijls kom je echter in contact met een luchtdruk die lager is dan de atmosferische druk. Er is dan onderdruk aanwezig. In andere gevallen is de druk hoger dan 1 000 hPa en is er overdruk.

IN

4

Bijvoorbeeld: de lucht binnen een autoband heeft een druk van 3 000 à 4 000 hPa. De lucht buiten de band heeft echter al een druk van 1 000 hPa. De overdruk binnen de band bedraagt 2 000 à 3 000 hPa. Als je confituur maakt, vul je de bokalen terwijl de confituur nog warm is. Na het afkoelen van de confituur spant het deksel van de bokaal. Verklaar.

Fig. 3.5

VA

N

a

b

Je kunt een diepvriesdeur die je net sloot moeilijk opnieuw openen. Verklaar.

c

In een micro-elektronicabedrijf waar chips geproduceerd worden, staat de stofvrije kamer onder overdruk. Wat is de reden?

©

d

Staat een spuitbus onder onder- of overdruk? Verklaar.

Fig. 3.6

3 Druk bij gassen

221


Met je kennis over atmosferische druk kun je nu weerfenomenen verklaren. a

Op sommige barometers zoals deze op figuur 3.7 staan er woorden zoals droog (very dry), mooi (fair), regen (rain) en storm (stormy) genoteerd.

IN

5

Fig. 3.7

Welk woord staat bij de normdruk?

Bij regen is er dus hoge / lage druk.

Bij mooi weer is er hoge / lage druk.

Je kunt dit verklaren met de informatie die je terugvindt op de weerkaarten die de weerman gebruikt tijdens het weerbericht.

©

VA

b

N

Fig. 3.8

Waarvoor staan de letters H en L?

c

Maak een vergelijking tussen beide drukgebieden. Bekijk daarvoor eerst de video.

VIDEO

222

Druk en geluid


hogedrukgebied

lagedrukgebied

Dit betekent dat er meer / minder lucht dan normaal is boven ons.

H

Dit betekent dat er meer / minder lucht dan normaal is boven ons.

De wind gaat weg van het gebied / komt toe in het gebied in wijzerzin / tegenwijzerzin. In het gebied zelf is er wind / is het windstil.

L

De wind gaat weg van het gebied / komt toe in het gebied in wijzerzin / tegenwijzerzin. In het gebied zelf is er wind / is het windstil.

In het gebied komt lucht naar beneden / gaat lucht naar boven. Wolken verdwijnen / verschijnen.

Het is vaak mooi / slecht weer.

Het is vaak mooi / slecht weer.

N

IN

In het gebied komt lucht naar beneden / gaat lucht naar boven. Wolken verdwijnen / verschijnen.

Fig. 3.9

Is bij stormweer de atmosfeerdruk groter of kleiner dan de normdruk?

VA

d

Fig. 3.10

Gas in een afgesloten ruimte veroorzaakt een druk. Een gas oefent op elk oppervlak een druk uit. Deze wordt veroorzaakt door de kracht die de botsende gasdeeltjes uitoefenen tegen dat oppervlak. De wet van Pascal is ook van toepassing bij gassen.

©

De druk die veroorzaakt wordt door de lucht binnen de atmosfeer van de aarde heet de luchtdruk of de atmosferische druk. De gewone atmosferische druk bedraagt ongeveer 1 000 hPa. Die wordt vaak de normdruk genoemd. De druk kleiner dan de atmosferische druk noem je onderdruk, de druk groter dan de luchtdruk is overdruk. De luchtdruk neemt af met de hoogte. Test jezelf: oefeningen 6, 7 en 8

AUDIO

IN EEN KERNCENTRALE IS ER HET BEST ONDERDRUK Dat is inderdaad het geval. Als de druk in het reactorgebouw lager is dan de druk rondom het gebouw, kunnen er alleen deeltjes van buiten naar binnen komen. Er kunnen dan geen radioactieve deeltjes ontsnappen naar buiten.

3 Druk bij gassen

223


4 GELUID GAAT GELUID SNELLER DOOR METAAL DAN DOOR WATER? 1

Als je met het vliegtuig reist, kun je pijn in je oren krijgen tijdens het opstijgen of het dalen van het vliegtuig. Maar hoe ontstaat die pijn? a

Bekijk de afbeelding van de bouw van het oor. Lees de beschrijvingen in de tabel en plaats de nummers bij het juiste bolletje op de afbeelding.

VA

N

IN

3D

middenoor inwendig oor

1

buis van Eustachius

buisvormig deel dat het middenoor met de keelholte verbindt

2

gehoorgang

smalle buis van ongeveer 2,5 cm

3

slakkenhuis

bestaat uit drie gangen die spiraalvormig gedraaid zijn

4

oorschelp

uitwendig deel van de gehoorgang, vangt geluiden op

5

trommelvlies

zeer dun, soepel vlies op het einde van de gehoorgang

6

gehoorbeentjes

bestaan uit hamer, aambeeld en stijgbeugel

© b

uitwendig oor

Hoe heet de druk op het trommelvlies langs de kant van het uitwendig oor?

c

De druk in het middenoor is constant, ongeacht de plaats waar je je bevindt. Welk deel van het middenoor zorgt ervoor dat de druk in het middenoor gelijk blijft aan de atmosferische druk?

224

Druk en geluid

Fig. 4.1


d

Bij het opstijgen van een vliegtuig daalt / stijgt de druk in het vliegtuig. Er ontstaat een relatieve onderdruk / overdruk in het middenoor. Wat is de functie van de buis van Eustachius op dit moment?

Fig. 4.2

e

Tijdens het dalen gebeurt het omgekeerde. Leg uit.

Wat kun je doen om de last te beperken?

Interessant om weten

N

f

IN

Er ontstaan vaker klachten bij het dalen dan bij het opstijgen van een vliegtuig omdat het regelen van het drukverschil moeilijker is bij het dalen. Slaagt de buis van Eustachius er niet in om het drukverschil weg te werken, dan raken de slijmvliezen en de bloedvaatjes van het oor beschadigd en spreekt men van barotitis.

VA

Is het drukverschil tussen het buiten- en het middenoor zo groot dat het trommelvlies scheurt, dan spreekt men van een barotrauma.

©

tijdens stijgen ontsnapt lucht uit het middenoor

tijdens dalen stroomt lucht naar binnen

Bij een verkoudheid of een allergie zijn de slijmvliezen van de neus en/of de keel soms gezwollen. Dan functioneert de buis van Eustachius minder goed en kan ze verstopt raken. Er ontstaat dan een drukverschil tussen de buitenlucht en de lucht in het middenoor.

Fig. 4.3

audio

4 Geluid

225


2

Geluid zijn hoorbare trillingen in de lucht of in (vloei)stof zoals water of metaal. a

Wat gebeurt er als je een snaar van een gitaar naar beneden aanslaat?

uitwijking naar onderen Fig. 4.4

IN

Als de snaar naar beneden beweegt, wordt de lucht onder de snaar samengeperst, waardoor de luchtdruk afneemt / toeneemt. Er ontstaat een onderdruk / overdruk. De samengeperste luchtdeeltjes botsen met de omliggende deeltjes van de lucht en geven zo hun bewegingsenergie door. Als de snaar probeert haar oorspronkelijke vorm terug in te nemen, wijkt ze uit naar de andere kant. Ook aan die kant worden de luchtdeeltjes samengeperst. De luchtdruk boven de snaar neemt af / toe.

uitwijking naar boven ruststand

Door het heen en weer bewegen van de snaar (trillen) is de luchtdruk afwisselend hoog en laag. Het afwisselend verhogen en verlagen van de luchtdruk doet geluidsgolven ontstaan. Geluid bestaat dus uit bewegende golven van hoge en lage druk. b

Een geluidsgolf wordt veroorzaakt door een trillende bron. Wat is hier de trillingsbron?

c

N

Bekijk de video. Formuleer je besluit in verband met het doorgeven van het geluid.

De materie waarin een geluidsgolf doorgegeven wordt, heet een middenstof.

VA

3

VIDEO

a

Wat is de middenstof in het voorbeeld van het aanslaan van een snaar bij een gitaar?

b

Als je onder water zwemt, kun je geluiden waarnemen. Zo kun je de instructies van je zwemleraar nog horen als je onder water zwemt. Ook vissen kunnen trillingen opvangen. Wat kun je hieruit besluiten in verband met het doorgeven van trillingen in een middenstof?

©

c

De eigenschappen van de middenstof bepalen hoe snel een geluidsgolf zich kan verplaatsen. Bekijk de tabel. Formuleer hieruit drie vaststellingen. middenstof

snelheid (m/s)

middenstof

snelheid (m/s)

lucht bij 20 °C

343

water bij 20 °C

1 440

lucht bij 0 °C

331

ijzer bij 20 °C

5 000

226

Fig. 4.5

Druk en geluid


d

Verklaar het verschil in snelheid aan de hand van het deeltjesmodel van de materie.

Fig. 4.6

gas

vast

IN

e

Uiteindelijk wordt het geluid opgevangen door een ontvanger. Geef een tweetal voorbeelden van ontvangers.

N

De weg die geluidsgolven in het oor volgen, is schematisch weergegeven op de volgende afbeelding. Je ziet dat de geluidsgolven zich door verschillende middenstoffen verplaatsen. Vul ze aan in de tabel.

VA

f

vloeibaar

middenoor

lucht

©

druk

uitwendig oor

Fig. 4.7

inwendig oor

vaste stof

vloeistof

geluidsversterking in het middenoor

zintuigcellen worden gestimuleerd

uitwendig oor

middenoor

Fig. 4.8

tijd

inwendig oor

materie

aggregatietoestand

4 Geluid

227


Geluid bestaat uit bewegende golven van hoge en lage druk. Het is een trilling die zich verplaatst van een geluidsbron naar de ontvanger. De trilling wordt doorgegeven via een middenstof. Meestal is dat lucht. Andere mogelijke materie is water of een metaal. Deze middenstof bepaalt de snelheid van het geluid. In vloeistoffen en vaste stoffen is deze meestal hoger dan in gassen. In ons oor verplaatsen geluidsgolven zich door verschillende middenstoffen. Test jezelf: oefening 9

IN

audio

GAAT GELUID SNELLER DOOR METAAL DAN DOOR WATER?

Dat is inderdaad het geval en dat heeft alles te maken met de aggregatietoestand van de middenstof.

KRIJG JE TINNITUS DOOR TE DICHT BIJ GELUIDSBOXEN TE STAAN? De snelheid waarmee hoge en lage druk elkaar afwisselen bepaalt of een geluid hoog of laag klinkt. Het aantal trillingen per seconde is de grootheid trillingssnelheid of frequentie. De eenheid is hertz (Hz). 1 Hz is één trilling per seconde.

N

1

geluidssterkte

VA

Een oscilloscoop is een toestel waarmee je elektrische signalen zichtbaar kunt maken. – Horizontaal lees je de tijd af van het scherm. – Verticaal zie je de veranderende sterkte van het signaal.

+

hoge toon

Fig. 4.9

lage toon

0

©

a

tijd Fig. 4.10

Figuur 4.10 toont het oscilloscoopbeeld van twee signalen. Bestudeer dat beeld en maak daarna de tekst in orde. Maak ook gebruik van de ontdekplaat. Geluiden met een hoge frequentie, dat wil zeggen met veel / weinig trillingen per seconde, hoor je als hoge tonen. Je ziet op figuur 4.10 dat hoge tonen een grote / kleine golflengte hebben.

ontdekplaat

Geluiden met een lage frequentie, dat wil zeggen met veel / weinig trillingen per seconde, hoor je als lage tonen. Je ziet op figuur 4.10 dat lage tonen een grote / kleine golflengte hebben.

228

Druk en geluid


b

Mensen kunnen tonen van 20 tot 20 000 Hz horen. Het beste hoor je tussen 100 en 5 000 Hz. Dat is precies het spraakgebied. Diepe basgeluiden liggen onder de 100 Hz, schrille pieptonen boven de 8 000 Hz. De grenswaarden zijn afhankelijk van de leeftijd. Naarmate je ouder wordt, is de ondergrens hoger dan 20 Hz en de bovengrens lager dan 20 000 Hz. Een volwassene kan maar 8 000 hertz horen, maar een baby 20 000 hertz. Check aan de hand van de website achter de QR-code tot welke frequentie jij het geluid hoort.

WEBSITE OORCHECK

Bezoek de website van de Federale Overheidsdienst Volksgezondheid. Naar welk soort geluid wordt verwezen?

Wat betekent dit?

WEBSITE VOLKS­ GEZONDHEID

N

c

IN

Noteer een aantal toepassingen die genoemd worden op de website.

VA

Welke dieren ken je die gebruik maken van ultrasoon geluid?

Een ander toestel wordt gebruikt om hangjongeren te verjagen. Leg de werking van het toestel uit.

©

Ook in de medische wereld wordt gebruik gemaakt van ultrasoon geluid. Welke toepassing ken je? Figuur 4.11 geeft je een tip.

Fig. 4.11

4 Geluid

229


d

Geluid met een frequentie lager dan 20 Hz kun je niet waarnemen. Zoek op het internet hoe je die geluiden noemt.

Welke dieren gebruiken die geluiden en waarvoor?

Wist je dat de lengte van een blaasinstrument de hoogte van de toon die het produceert bepaalt? Je kunt dat onderzoeken met het volgende leuke experiment.

ONDERZOEK 7 1

ONDERZOEKSVRAAG

IN

e

RISICOANALYSE

2 HYPOTHESE

N

3 BENODIGDHEDEN

VA

drankrietje schaar

4 WERKWIJZE

1 Neem een papieren drankrietje, knijp een kant plat en knip twee hoekjes af zoals op figuur 4.12. 2 Breng het rietje ongeveer 2 cm in de mond en blaas erop. 3 Knip een stukje van het rietje en blaas opnieuw. 4 Blaas ten slotte ononderbroken terwijl je het rietje korter en korter knipt.

©

5 WAARNEMING

a Wat gebeurt er bij stap 2?

b Wat gebeurt er bij stap 3?

c Wat gebeurt er bij stap 4?

230

Druk en geluid

Fig. 4.12


6 BESLUIT

7 REFLECTIE Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

Als je eenzelfde snaar van een gitaar hard of zacht aanslaat, is in beide gevallen de toonhoogte dezelfde, maar de intensiteit van het geluid verandert wel.

+

zachte toon

grote amplitude

0 –

kleine amplitude tijd Fig. 4.13

Bestudeer de grafiek. Wat bepaalt de intensiteit van het geluid?

VA

a

harde toon

N

geluidssterkte

2

IN

Hoe noemt men dit begrip?

Een hard geluid heeft een grote / kleine amplitude. Dat wil zeggen dat de hoogte van de geluidsgolf groot / klein is. Een zacht geluid heeft een grote / kleine amplitude. Dat wil zeggen dat de hoogte van de geluidsgolf groot / klein is.

©

b

c

Hoe hard of zacht een persoon geluid waarneemt, ligt aan de hoeveelheid energie per seconde waarmee het geluid zich door de lucht verplaatst. Een harder geluid heeft dus een hogere / lagere hoeveelheid energie (vermogen) dan een zacht geluid.

4 Geluid

231


3

De grootheid geluidsintensiteit is de hoeveelheid energie die door de geluidsdruk op een oppervlak van 1 vierkante meter opgevangen kan worden. De eenheid voor geluidsintensiteit is watt per vierkante meter (W/m2). vuurwerk straalmotor pijndrempel

sirene

extreem luid

trombone helikopter haardroger

zeer luid

schadedrempel

truck

IN

De geluidsintensiteit is geen handige maat om de geluidservaring uit te drukken. Daarom werd een schaal ontwikkeld. Het geluidsniveau, uitgedrukt in decibel (dB), is een schaal waarbij de geluidsintensiteit van de geluidsdrempel als 0 decibel en de pijngrens als 120 decibel gebruikt wordt voor frequenties tussen 400 Hz en 1 000 Hz. Het hardste geluid is 194 decibel, dan worden alle luchtmoleculen samengedrukt.

auto

luid

matig tot stil

gesprek

zwak

koelkast regen

ruisende bladeren

N

fluisteren ademen

gehoordrempel

a

Fig. 4.14

Je meet het geluidsniveau met een geluidsniveaumeter of decibelmeter.

VA

Je hoeft geen dure investering te doen om een geluidsmeter aan te schaffen. Je kunt een decibelmeter installeren op je smartphone. Ga hiervoor naar de Google Play store of de App Store. Om een idee te krijgen hoe hard een decibel klinkt, kun je verder aan de slag met de ontdekplaat.

b

Wat is de gehoordrempel?

©

c

Bij welke waarde bereik je de schadedrempel?

d

Wat betekent de pijndrempel van 120 dB?

232

Druk en geluid

Fig. 4.15

Fig. 4.16


Hoe schadelijk geluiden tussen 80 en 120 decibel zijn, hangt af van hoe vaak en hoelang je ernaar luistert. Bekijk de grafiek die aantoont hoelang je oren aan een bepaald geluidsniveau kunnen worden blootgesteld. Hoelang kunnen je oren het uithouden zonder blijvende schade als je het gras afrijdt met een machine die 90 dB levert?

5 4 3 2 1 75

80

85 90 95 100 105 gemiddeld geluidsniveau in dB

110

115

Fig. 4.17

IN

2 4 8

geluidsniveau

luisterperiode

N

1

VA

Ook de afstand speelt een rol: bij elke verdubbeling van de afstand verlaagt het geluidsniveau met 6 dB.

De trilhaartjes in het binnenoor zijn voortdurend bezig met het verwerken van geluid. Wanneer de trilhaartjes blootgesteld worden aan te hoge druk (hard geluid) of te lang of te vaak, dan worden ze overbelast. Dit resulteert in gehoorschade.

a

trilhaartjes

Fig. 4.18

Beluister via de website hoe het klinkt wanneer je gehoorschade hebt. Je ontdekt dat er verschillende vormen van gehoorschade zijn.

©

4

6

Het is belangrijk om in te zien dat 100 dB niet hetzelfde is als dubbel zoveel lawaai dan bij 50 dB! De decibelschaal is namelijk een voorbeeld van een logaritmische schaal. Bij een verdubbeling van de geluidsintensiteit verhoogt het geluidsniveau met 3 dB en halveert de veilige luisterperiode. Vul de tabel aan. geluidsintensiteit = aantal grasmaaiers

g

7

0

f

8

blootstellingsduur in uren

e

Ga op zoek op het internet wat elke gehoorschade precies is en beschrijf één vorm.

WEBSITE GEHOORSCHADE

4 Geluid

233


b

Som mogelijke tips op om jezelf zo veel mogelijk te beschermen tegen gehoorschade bij het beluisteren van muziek.

c

Welke voor- en nadelen hebben schuimdoppen?

IN

d

Fig. 4.19

Wat is het beste alternatief voor schuimdoppen? Verklaar.

5

N

Op de afbeelding zie je wat er gebeurt wanneer een geluidsgolf invalt op bijvoorbeeld een muur. a

Beschrijf welke effecten er optreden.

VA

doorgelaten geluid

absorptie

muur (bovenaanzicht) reflectie

b

geluid Fig. 4.20

Wat wordt bedoeld met ‘deze ruimte heeft een slechte akoestiek’?

©

c

De akoestiek in een ruimte is afhankelijk van absorptie en terugkaatsing (reflectie) van het geluid door alle materialen die in de ruimte gebruikt worden. Dit zijn de wanden van de ruimte of de voorwerpen in de ruimte, zoals planten, kasten, stoelen, mensen … en de grootte van de ruimte. Het is dus belangrijk om de juiste materialen te gebruiken bij de aankleding van een ruimte. De absorptie gebeurt door een ruwe / gladde en harde / zachte afwerking, terugkaatsing door een ruwe / gladde en harde / zachte afwerking.

234

Druk en geluid


De golflengte bepaalt de toonhoogte of frequentie. Dat is het aantal trillingen per seconde. De eenheid voor frequentie is Hertz (Hz). – Geluiden met een lage frequentie (grote golflengte) hoor je als lage tonen. – Geluiden met een hoge frequentie (kleine golflengte) hoor je als hoge tonen.

audio

De mens hoort geluiden met een frequentie tussen 20 en 20 000 Hz. Infrasone geluiden zijn geluiden met een frequentie lager dan 20 Hz, ultrasone geluiden zijn geluiden met een frequentie hoger dan 20 000 Hz.

IN

De gehoorgrenzen zijn persoonsgebonden en kunnen variëren in functie van leeftijd. Naarmate je ouder wordt, is de ondergrens hoger dan 20 Hz en de bovengrens lager dan 20 000 Hz. Ook dieren kunnen heel verschillende gehoorgrenzen hebben. Hoe hard of zacht je een geluid hoort, hangt af van de amplitude, de hoogte van de golflengte. De hoeveelheid energie per seconde waarmee het geluid zich door de lucht verplaatst, is groter bij een harder geluid dan bij een zacht geluid.

N

De grootheid geluidsintensiteit is de hoeveelheid energie die door de geluidsdruk op een oppervlak van 1 vierkante meter opgevangen kan worden per seconde. De eenheid voor geluidsintensiteit is watt per vierkante meter gemeten (W/m2). Het geluidsniveau, uitgedrukt in decibel (dB), is een schaal waarbij de geluidsintensiteit van de menselijke geluidsdrempel als 0 decibel en de pijngrens als 120 decibel gebruikt wordt voor frequenties tussen 400 Hz en 1 000 Hz.

VA

Je meet het geluidsniveau met een geluidsniveaumeter of decibelmeter.

Het kritische geluidsniveau waaraan je permanent kunt worden blootgesteld zonder blijvende gehoorschade is 80 dB. Hogere geluidsniveaus vragen beschermingsmaatregelen zoals afstand tot de geluidsbron vergroten, oorbescherming dragen, luistertijd beperken, volume verminderen. Wanneer de trilhaartjes in het binnenoor blootgesteld worden aan te hoge druk (hard geluid) of te lang of te veel of te vaak, dan worden ze overbelast en vertonen ze schade. Er treedt gehoorschade op. Test jezelf: oefening 10

©

KRIJG JE TINNITUS DOOR TE DICHT BIJ GELUIDSBOXEN TE STAAN? Als de geluidssterkte groter is dan 80 dB, dan kun je inderdaad blijvende gehoorschade oplopen. Een van de gevolgen van gehoorschade kan tinnitus zijn.

4 Geluid

235


! a h A ! a h A

SAMENVATTING

1

Wat is druk?

De druk op een oppervlak is de verhouding van

. Hoe kleiner het                 , hoe groter de

.

Hoe groter de              , hoe groter de

.

IN

De grootheid druk kun je berekenen met de formule:

De SI-eenheid voor kracht is de       ( ). 1 = 1    Het is de druk veroorzaakt door een kracht van 1 Newton op een contactoppervlak van 1 vierkante meter.

2

Druk bij vloeistoffen

N

Je meet de druk in gassen en vloeistoffen met een            .

De druk die op een vloeistof wordt uitgeoefend, noem je de                    . De wet van Pascal zegt dat de druk uitgeoefend op een deel

VA

.

De werking van                            is gebaseerd op die wet. De druk die gemeten wordt in een vloeistof, noem je de

in een vloeistof. Die is het gevolg van de                     .

De hydrostatische druk is afhankelijk van: –

de

– de hoogte vanaf de plaats waar de druk gemeten wordt tot aan het vrije vloeistofoppervlak. De druk neemt toe                                     .

©

– Op een bepaalde hoogte is de                              . Op eenzelfde hoogte is de hydrostatische druk                        .

3

Druk bij gassen

Gas in een afgesloten ruimte veroorzaakt een        . Een gas oefent op elk oppervlak een druk uit. Deze wordt veroorzaakt door de kracht die de

. De wet van Pascal is ook van toepassing bij gassen. De druk die veroorzaakt wordt door de lucht binnen de atmosfeer van de aarde heet de       of de

236

Druk en geluid

. De gewone atmosferische druk bedraagt ongeveer 1 000 hPa.


Die wordt vaak de

genoemd. De druk kleiner dan de atmosferische druk

noem je

, de druk groter dan de luchtdruk is

De luchtdruk neemt af met de      4

.

.

Geluid Geluid bestaat uit                                    . Het is een        die zich verplaatst van een           naar de          . De trilling wordt doorgegeven via een

. Meestal is dat

.

Andere mogelijke materie is

van het geluid. In vloeistoffen en vaste stoffen is

IN

Deze middenstof bepaalt de            deze meestal hoger dan in gassen.

.

In ons oor verplaatsen geluidsgolven zich door                         . De golflengte bepaalt de         Dat is het aantal trillingen per seconde.

of

.

De eenheid voor frequentie is            (Hz). –

Geluiden met een

Geluiden met een                  (kleine golflengte) hoor je als hoge tonen.

N

(grote golflengte) hoor je als lage tonen.

De mens hoort geluiden met een frequentie tussen 20 en 20 000 Hz.

zijn geluiden met een frequentie                  , zijn geluiden met een frequentie               .

VA

De gehoorgrenzen zijn persoonsgebonden en kunnen variëren in                 . Naarmate je ouder wordt, is de ondergrens hoger dan 20 Hz en de bovengrens lager dan 20 000 Hz. Ook dieren kunnen heel verschillende gehoorgrenzen hebben. Hoe hard of zacht je een geluid hoort, hangt af van de              , de hoogte van de golflengte. De hoeveelheid energie per seconde waarmee het geluid zich door de lucht verplaatst, is groter bij

.

De grootheid                is de hoeveelheid energie die door de geluidsdruk op een oppervlak van 1 vierkante meter opgevangen kan worden per seconde. De eenheid voor geluidsintensiteit is watt per vierkante meter gemeten (W/m2).

©

Het              , uitgedrukt in decibel (dB), is een schaal waarbij de geluidsintensiteit van de menselijke geluidsdrempel als 0 decibel en de pijngrens als 120 decibel gebruikt wordt voor frequenties tussen 400 Hz en 1 000 Hz. Je meet het geluidsniveau met een                of              . Het kritische geluidsniveau waaraan je permanent kunt worden blootgesteld zonder blijvende gehoorschade is      . Hogere geluidsniveaus vragen beschermingsmaatregelen zoals

.

Wanneer de trilhaartjes in het binnenoor blootgesteld worden aan te hoge druk (hard geluid) of te lang of te veel of te vaak, dan worden ze overbelast en vertonen ze schade. Er treedt

op.

AHA!

237


CHECKLIST

helemaal begrepen

Wat ken/kan ik?

hier kan ik nog groeien

pg.

Ik ken het verschil tussen druk en kracht.

203, 206

Ik kan factoren aanduiden die de grootte van een druk beïnvloeden.

203208 218

Ik kan het begrip druk omschrijven op een vaste stof, met inbegrip van de formule: p = F / A.

206

Ik kan de druk berekenen op een bepaalde oppervlakte.

206

Ik ken de Pascal als eenheid van druk en kan afgeleide eenheden gebruiken in toepassingen.

206

Ik kan het onderscheid maken tussen druk op een vloeistof en druk in een vloeistof.

209

Ik kan de werking van een manometer beschrijven.

214

Ik begrijp de wet van Pascal.

209213

Ik kan het principe van de wet van Pascal toelichten aan de hand van een voorbeeld van een situatieschets.

209213

Ik kan de werking van een hydraulische pers uitleggen.

211213

Ik kan toepassingen van een hydraulische pers opsommen.

213

Ik weet dat de hydrostatische druk alleen afhangt van de hoogte tot het vloeistofoppervlak en niet van de vorm van het vat.

216

Ik kan het begrip hydrostatische druk op een voorwerp ondergedompeld in een vloeistof omschrijven.

214, 215

Ik weet dat de hydrostatische druk op een bepaalde hoogte gelijk is in alle richtingen.

216, 217

Ik kan luchtdruk of atmosferische druk omschrijven en weet dat die gemeten wordt met een barometer.

218220

Ik ken het verschil tussen boven- en onderdruk en begrijp toepassingen daarop.

221

Ik weet dat de atmosferische druk een belangrijke invloed heeft op het weer.

222, 223

Ik weet dat geluid hoorbare trillingen zijn, die zich verplaatsen in een middenstof.

226

Ik kan het begrip geluid omschrijven als een verandering in (atmosferische) druk die zich kan voortplanten.

224, 225

Ik kan omschrijven wat een middenstof is.

226

©

VA

N

IN

Ik kan de gasdruk verklaren aan de hand van het deeltjesmodel van botsende deeltjes.

238

Druk en geluid


helemaal begrepen

Wat ken/kan ik?

hier kan ik nog groeien

pg.

226, 227

Ik omschrijf de geluidssnelheid als de snelheid waarmee geluid zich voortbeweegt in een middenstof.

226

Ik ken het verband tussen golflengte en frequentie.

228

Ik ken het verschil tussen hoorbaar geluid, ultrasoon geluid en infrasoon geluid.

229, 230

Ik weet dat gehoorgrenzen persoonsgebonden zijn en kunnen variëren in functie van de leeftijd.

229

Ik ken het verschil tussen geluidsintensiteit en geluidsniveau.

232

Ik herken de gehoordrempel, de schadedrempel en de pijndrempel op een decibelschaal.

232, 233

Ik weet dat het geluidsniveau gemeten wordt met een decibelmeter.

232

Ik kan kenmerkende geluiden met elkaar vergelijken (bijvoorbeeld: vallend blad, vaatwasser, druk café, kettingzaag, concert, vuurwerk, straaljager ...) door ze in te schalen op een decibelschaal.

232

Ik weet dat een verdubbeling van de geluidsintensiteit het geluidsniveau verhoogt met 3 dB.

233

Ik weet dat het menselijk gehoor blijvende gehoorschade kan oplopen als de trilhaartjes in het middenoor te lang overbelast worden.

233

Ik ken de gevolgen van gehoorschade.

233

Ik weet hoe ik mij kan beschermen tegen geluidsoverlast.

234

VA

N

IN

Ik weet dat de snelheid van het geluid vooral te maken heeft met de aggregatietoestand van de middenstof.

invullen bij je Portfolio.

©

Je kunt deze checklist ook op

AHA!

239


TEST JEZELF 1

Welke druk oefen jij uit op een vloer als je rechtop staat? a

Bepaal je lichaamsmassa (m in kg).

b

Bereken hoeveel kracht (Fz) je uitoefent op de vloer met de formule:

Fz = 9,81 × m  Fz = 9,81 ×      =      N Plaats een van je voeten op een blad papier en teken de omtrek ervan. Daarop kun je een rechthoek tekenen waarvan de oppervlakte ongeveer gelijk is aan die van je voet.

d

Vul de tabel verder aan. grootheid

symbool/formule

zwaartekracht

eenheid

kg

N

m

m

oppervlakte rechthoek

m2

oppervlakte twee voeten

m2

druk

p= F A

Pa

VA

breedte rechthoek

2

maatgetal

N

massa

lengte rechthoek

IN

c

Neem een punaise tussen duim en wijsvinger. Duw duim en wijsvinger naar elkaar toe. Welke vinger doet pijn? Hoe komt dat?

©

3

240

Wanneer de kracht op een oppervlakte 6 maal groter wordt en de oppervlakte 3 maal kleiner wordt, dan wordt de druk 2 maal groter 2 maal kleiner 9 maal groter 9 maal kleiner 18 maal groter 18 maal kleiner

Druk en geluid


4

Het gebruik van een hydraulische pers heeft als doel een kleine druk omzetten in een grote druk een kleine kracht omzetten in een grote kracht een grote druk omzetten in een grote kracht druk meten

5

Welk vat loopt het snelst leeg? Verklaar.

Een heel licht opgeblazen ballon wordt onder de luchtklok van een vacuümpomp gelegd. De lucht onder de klok wordt weggepompt. Wat gebeurt er met de ballon? Waarom is dat?

IN

6

licht opgeblazen ballon

vacuümpomp

7

N

Bij een auto-ongeluk kan een long dichtklappen. a

Hoe ontstaat een klaplong?

Welk technisch systeem heeft men gevonden om dit te beletten?

VA

b

8

Bij een ontploffing in één van de kamers van een afgesloten flatgebouw, breken de ruiten op alle verdiepingen. Hoe kun je dat verklaren?

9

Dit zijn oscilloscoopbeelden van drie geluidssignalen. A

C

©

B

Welk geluid heeft de hoogste toonhoogte of frequentie?

Welk geluid maakt het meeste lawaai? Waarom?

10 Een oordopje kan een geluid verlagen met 15 dB. Hoeveel keer zachter wordt het geluid?

Verder oefenen? Ga naar

. Test jezelf

241


IN

N

VA

©


©

VA

N

IN

Voortplanting

1 EVEN OPFRISSEN 2 VAN CEL TOT FOETUS 3 GEZONDHEIDSZORG


Wat weet ik al over dit thema?

1

IN

N

VA

2

Vanaf wanneer voelt een ongebore n baby pijn?

©

Vanaf wanneer kan een foetus pijn voelen? En is hij zich daar van bewust?

Wat wil ik nog te weten komen?

Bron: EOS Wetenschap

Ontdek deze en nog andere opties op

244

Voortplanting

.


1 EVEN OPFRISSEN DE NAAKTE WAARHEID 1

In de eerste graad werkte je al uitgebreid rond het thema van de voortplanting bij de mens. De biologische kennis over dit onderwerp is nu parate kennis en je hebt ze nodig om dit thema verder te begrijpen en uit te diepen. a

Het voortplantingsstelsel is een organisatieniveau. Verklaar.

Plaats de nummers uit de tabellen in het juiste cirkeltje op de afbeeldingen. Indien nodig mag je extra informatie opzoeken. teelbal

5

zaadleider

9

eikel

2

bijbal

6

zaadblaasje

10

penis

3

urinebuis

7

urineblaas

11

voorhuid

4

zwellichaam

8

prostaatklier

12

balzak

N

1

©

VA

b

IN

Fig. 1.1

1 Even opfrissen

245


eierstok

4

baarmoeder

7

baarmoederhals

2

eileidertrechter

5

spierlaag baarmoeder

8

slijmprop

3

eileider

6

baarmoederslijmvlies

9

vagina of schede

©

VA

N

IN

1

246

Voortplanting

DE CLITORIS Fig. 1.2


c

Vul de woordpuzzel over de voortplanting in. verticaal 1 vrouwelijke verbinding tussen de buiten- en de binnenkant van het voortplantingsstelsel 2 de penis richt zich op doordat deze orgaantjes zich opvullen met bloed 4 kan bevrucht worden door een zaadcel 7 ander woord voor ovulatie 8 levensfase waarin een kind een (jong)volwassene wordt 10 zo noem je de bevruchte eicel vanaf de bevruchting tot de 8e week van de zwangerschap 11 gevoelig orgaantje bij de vrouw dat zorgt voor genot 12 de foetus is via de navelstreng in de baarmoeder verbonden met de moederkoek of … 15 een spontane zaadlozing van een man tijdens de slaap noem je een … droom

IN

horizontaal 2 ander woord voor ejaculatie 3 dit buisje vervoert de zaadcellen naar de urinebuis 5 een ander woord voor voorbehoedsmiddel is … middel 6 wordt beschermd door de voorhuid 9 maandelijkse bloeding bij vrouwen 13 heel gevoelige mannelijke organen in de balzak; zaadcellen en mannelijke hormonen worden hier geproduceerd 14 het enige voorbehoedsmiddel dat beschermt tegen zwangerschap en hiv 16 een zaadcel bestaat uit een kop, een hals en een ...

N

1

2

VA

3

4

5

6

9

11

7 8 10

12

©

13

14

15

16

1 Even opfrissen

247


Het voortplantingsstelsel is een organisatieniveau waarbij samenwerking tussen de voortplantingsorganen centraal staat. Er zijn verschillende mannelijke en vrouwelijke organen bij betrokken. Test jezelf: oefeningen 1 en 2

audio

DE NAAKTE WAARHEID

Interessant om weten Anders of toch niet?

IN

Over het biologisch aspect van de voortplanting is er geen discussie mogelijk. Het is gebaseerd op naakte feiten.

Al van bij de geboorte bepalen uiterlijke kenmerken of je een jongen of een meisje bent, je biologisch geslacht of gender ligt dus eigenlijk vast, maar of je je ook inwendig zo voelt, is niet altijd meteen duidelijk. Je genderidentiteit komt pas later tot uiting. Wie we zijn, is niet altijd wat er van ons verwacht wordt vanuit de samenleving.

audio

N

Meer en meer gaan er stemmen op om kinderen genderneutraal op te voeden. Maar wat betekent dat nu eigenlijk? Het woord zegt het zelf: het gender (of geslacht) blijft neutraal, er wordt dus niet gesproken in termen van ‘hij’ of ‘zij’. Ouders kiezen niet voor poppen, autootjes, rokjes of de traditionele kleuren roze of blauw. Het kind kan opgroeien en zijn eigen identiteit volledig ontwikkelen zonder in een bepaald geslacht gepusht te worden.

©

VA

Wanneer het biologisch geslacht van een persoon niet helemaal overeenstemt met de genderidentiteit, spreken we van een transgender.

248

Voortplanting

Fig. 1.3

De film Girl (Lukas Dhont, 2018) verkleint het taboe rond transgenders. In de film wordt het leven van de 15-jarige Lara bekeken. Lara, geboren als jongen, wil het maken in de wereld van het klassiek ballet als prima ballerina en onderneemt serieuze stappen om ook lichamelijk van geslacht te veranderen. Ze wordt hiervoor medisch en psychologisch begeleid door een heel team van artsen en deskundigen.


2 VAN CEL TOT FOETUS VAN MINIPITJE TOT WATERMELOEN 1

Een aantal processen dienen plaats te vinden vooraleer er een bevruchting kan gebeuren. a

Wat is bevruchting?

b

IN

Welke stappen gebeuren er voor de bevruchting bij de mens?

2

Welk proces gebeurt er als er geen bevruchting plaatsgrijpt?

3

N

Het begrip ‘eisprong’ ken je al uit de eerste graad. Die eisprong is aangeduid op de volgende afbeelding. a

VA

Wat stelt die afbeelding voor?

rijping van de eicel en de follikel

ovulatie

geel lichaam

eicel

baarmoederslijmvlies wordt afgebroken

baarmoederslijmvlies krijgt meer bloedvaten

baarmoederslijmvlies wordt dikker

© 1

2

3

4

baarmoederslijmvlies wordt afgebroken

5

6

7

8

9

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 eicel

1

2

3

4

dagen

eicel

bloedvaten sluiten Fig. 2.1

2 Van cel tot foetus

249


b

Een regelmatige cyclus wordt in vier fasen opgedeeld. Vul de fasen aan. Je mag extra informatie opzoeken. fase

omschrijving

duur

Begint op dag 1 van de cyclus.

1

dagen

Deze fase begint vanaf

.

De eicel rijpt in Het baarmoederslijmvlies wordt

2

dagen Opgelet: fase 2 overlapt deels fase 1.

.

Die grijpt in deze regelmatige cyclus

of ovulatie

plaats op

.

Het gebeurt in

.

klaarmaken voor eventuele innesteling

IN

.

1 dag

Het baarmoederslijmvlies wordt dikker.

dagen

Het blijft intact na de eisprong. Het baarmoederslijmvlies komt

N

4

terug los op

.

Daarna begint de

.

Wanneer gebeurt de ovulatie als de menstruatiecyclus langer duurt dan 28 dagen?

VA

c

Het brokkelt af.

3

kleur

4

Aan de hand van de volgende afbeelding kun je de embryonale ontwikkeling volgen. Beantwoord de vragen met behulp van de afbeeldingen en de kennis die je verwierf in de eerste graad.

1 dag

2 dagen

3 dagen

eileider

geel lichaam

4 dagen

eierstok

©

bevruchting

5 dagen

follikel van de Graaf

innestelling Fig. 2.2

slijmwand van de baarmoeder

a

Welke cellen zijn er nodig bij de bevruchting?

250

Voortplanting


b

Wanneer grijpt de bevruchting plaats?

c

Bekijk de video bij het onlinelesmateriaal en beantwoord de vragen. –

Waar gebeurt de bevruchting?

– Hoe noem je een bevruchte eicel? – Welk proces start er onmiddellijk na de bevruchting?

IN

– Deze klomp cellen vervolgt zijn reis naar de baarmoeder en ondergaat vlak voor de innesteling in het baarmoederslijmvlies een verandering. Welke? Op afbeelding 2.3 zie je die verandering in detail. Beschrijf wat er gebeurt.

– De buitenste laag van dit hoopje cellen noem je de trophoblast en het onderste gedeelte de embryoblast of kiemschijf. Zoek op hoe deze delen zich verder ontwikkelen.

Fig. 2.3

VA

Trophoblast:

embryoblast of kiemschijf

N

trophoblast

Embryoblast of kiemschijf:

d

De innesteling duurt ongeveer een week en vindt bij een normale cyclus plaats tussen dag 5 en dag 12 na de bevruchting.

Interessant om weten

hartcel

stamcel

Stamcellen zijn cellen zonder specifieke functie, die nog tot verschillende celtypes kunnen ontwikkelen. Je kunt ze overal in het lichaam aantreffen.

blastocyst

©

De bekendste zijn die uit het beenmerg: dit zijn cellen die voortdurend nieuwe bloedcellen maken. Andere vetcel stamcellen maken bijvoorbeeld steeds nieuwe huidcellen aan die de dode cellen (huidschilfers) vervangen. neuron Stamcellen verschillen van weefselspecifieke cellen. Een weefselspecifieke cel kan zich enkel rode bloedcel ontwikkelen binnen het weefsel zelf kraakbeencel huidcel Fig. 2.4 (bv. huidcel in de huid). Er gebeurt nog steeds heel veel onderzoek naar stamcellen. Stamceltherapie wordt al ingezet bij bepaalde kankersoorten en ook in het onderzoek naar diabetes type 1 heeft men ontdekt dat er op die manier nieuwe insulineproducerende cellen kunnen worden gemaakt. audio darmcel

2 Van cel tot foetus

251


3D

5

Een volledige zwangerschap duurt negen maanden. In die periode ondergaat de baby-inwording ontzettend veel veranderingen. Vanaf de derde week van de bevruchting begint de ontwikkeling van de verschillende organen en ledematen en verloopt de verdere groei normaal gezien volgens de volgende schema's. Tot twee maanden in de zwangerschap noem je dat de embryonale ontwikkeling en daarna spreek je van de foetale groei. 3 TOT 9 WEKEN

FOETALE PERIODE (9 WEKEN TOT GEBOORTE)

EMBRYONALE PERIODE

2 MAANDEN

1-23 g

1 TRIMESTER

4 MAANDEN

5 MAANDEN

23-190 g

190-500 g

2 TRIMESTER

CENTRAAL ZENUWSTELSEL HART

7 MAANDEN

1000-1900 g

8 MAANDEN

9 MAANDEN

1900-2600 g 2600-3400 g

3 TRIMESTER

N

OREN

6 MAANDEN

500-1000 g

IN

3 MAANDEN 1 MAAND

OGEN LEDEMATEN

TANDEN GEHEMELTE

VA

UITWENDIGE GENITALIËN

PERIODE VAN GROTE KWETSBAARHEID

252

Fig. 2.5

Maak een overzicht van de verdere ontwikkeling van maand tot maand door de tabel op de volgende pagina aan te vullen. Bekijk hiervoor de video en gebruik de website als informatiebron.

©

a

PERIODE VAN KLEINERE KWETSBAARHEID

Voortplanting

video

WEBSITE


Kleur de maanden van de embryonale ontwikkeling in het groen en de maanden van de foetale groei in het blauw.

1

2

3

4

grootte/massa

5

typische kenmerken

VA

IN

maand

N

b

6

©

7

8

9

2 Van cel tot foetus

253


Interessant om weten De grootte van een embryo (en later de foetus) tijdens de zwangerschap wordt vaak vergeleken met groenten en fruit van ongeveer dezelfde omvang. De zwangerschap beleven krijgt op die manier iets meer visuele ondersteuning. Want zeg nu zelf, niemand kan zich iets voorstellen bij een foetus van 9 weken, maar dat lukt wel wanneer je hem vergelijkt met de grootte van een kers.

grootte van kers

BABY 6 MAANDEN

grootte van papaja

6

BABY 4 MAANDEN

BABY 5 MAANDEN

grootte van peer grootte van pompelmoes

BABY 7 MAANDEN

grootte van ananas

BABY 8 MAANDEN

grootte van meloen

BABY 9 MAANDEN

grootte van watermeloen

Fig. 2.6

Tijdens de verdere ontwikkeling zijn de placenta of moederkoek en de navelstreng heel belangrijke uitwisselingsorganen tussen moeder en ongeboren kind.

©

VA

3D

BABY 3 MAANDEN

grootte van pruim

IN

BABY 2 MAANDEN

N

BABY 1 MAAND

grootte van rode bes

audio

Fig. 2.7

254

Voortplanting


a

Geef hierover een woordje uitleg. De afbeelding (en het 3D-beeld) kan je daarbij helpen.

Hoe verklaar je dat de placenta ook een rol speelt bij het transport van schadelijke stoffen?

IN

b

Fig. 2.8

VA

N

Tijdens de menstruatiecyclus rijpt de eicel en bereidt het lichaam zich voor op een eventuele bevruchting. Wanneer de kern van een eicel en een zaadcel met elkaar versmelten, is er sprake van bevruchting. De bevruchte eicel wordt een zygote genoemd die zich verder zal delen.

©

Na de innesteling ontwikkelt de zygote zich verder. De eerste 11 weken spreek je van de embryonale ontwikkeling, daarna van de foetale groei. Al van bij de innesteling is het embryo verbonden met de moederkoek via de navelstreng. Dit uitwisselingsorgaan zorgt voor de aanvoer van voedingsstoffen, afweerstoffen en zuurstofgas en voor de afvoer van afvalstoffen. Test jezelf: oefeningen 3, 4, 5, 6 en 7

audio

VAN MINIPITJE TOT WATERMELOEN De embryonale ontwikkeling wordt vaak vergeleken met de grootte van bepaalde groenten en vruchten. Het begint bij een heel klein pitje waarbij de zaadcel en de eicel versmelten en eindigt ongeveer 40 weken later met een buik zo groot als een watermeloen.

2 Van cel tot foetus

255


3 GEZONDHEIDSZORG EET JE ECHT VOOR TWEE TIJDENS DE ZWANGERSCHAP? 1

Vaak hoor je de wildste verhalen over zwangere vrouwen en hun bizarre eetgewoontes. Lees het artikel en beantwoord daarna de vragen. a

Klopt het gezegde ‘Je eet voor twee tijdens de zwangerschap’ volgens het artikel?

ARTIKEL

Welke drie risico’s (korte en lange termijn) zijn er verbonden aan een vet- en suikerrijke voeding tijdens de zwangerschap?

Is de schade aan het kind op het vlak van eetgewoontes onomkeerbaar? Verklaar.

VA

c

N

b

IN

©

Fig. 3.1

256

Voortplanting


2

Uit het artikel bij opdracht 1 kun je afleiden dat de voeding van de moeder een belangrijk effect heeft op de ontwikkeling van het ongeboren kind. a

Niet alleen via de voeding worden er stoffen doorgegeven. Ook schadelijke stoffen zoals nicotine, medicijnen, drugs … kunnen overgaan van moeder op ongeboren kind en ernstige gevolgen hebben voor de ontwikkeling van het embryo en de foetus. Leg uit dat het moment waarop de vrucht in contact komt met schadelijke externe factoren cruciaal is.

IN

De invloed van externe schadelijke factoren op een zwangerschap wordt grondig onderzocht. Noteer de factoren, die hieronder opgesomd zijn, in de correcte kolom van de tabel. – softenonbaby’s – het effect van röntgenstraling tijdens de zwangerschap – de blootstelling aan radioactieve straling – het effect van roken – het effect van drugs (zoals heroïne, methadon enzovoort) – toxoplasmose – het zikavirus – het rubellavirus – het hiv-virus – het effect van alcohol op de zwangerschap – ...

VA

N

b

gezondheidsgedrag

factoren uit het leefmilieu

impact van besmettingen

©

3 gezondheidszorg

257


c

Kies één van de factoren uit en maak een verslag van één pagina. Je vindt hiervoor een sjabloon bij het onlinelesmateriaal. Vermeld zeker de effecten op de ontwikkeling van een embryo/foetus.

d

Waar kun je op letten om de zwangerschap voorspoedig te laten verlopen?

IN

N

Ook schadelijke stoffen kunnen via de placenta getransporteerd worden naar het ongeboren kind.

Die stoffen kunnen levensbedreigende effecten veroorzaken op korte of lange termijn. Test jezelf: oefening 8

audio

VA

EET JE ECHT VOOR TWEE TIJDENS DE ZWANGERSCHAP?

©

Tijdens de zwangerschap moet je zeker niet voor twee eten. Je draagt wel de verantwoordelijkheid voor de gezondheid van jezelf en van je ongeboren baby.

258

Voortplanting


! a h A ! a h A

SAMENVATTING

1

Even opfrissen

Het voortplantingsstelsel is een

Er zijn verschillende

2

Van cel tot foetus

het lichaam zich voor

.

en bereidt .

N

Tijdens de menstruatiecyclus

.

IN

Wanneer

, is er sprake van bevruchting.

VA

wordt een zygote genoemd die zich

.

Na de innesteling ontwikkelt de zygote zich verder. De eerste 11 weken

, daarna van

.

Al van bij de innesteling is het embryo

.

Dit uitwisselingsorgaan zorgt voor

©

3

.

Gezondheidszorg Ook

getransporteerd worden naar het ongeboren kind. Die stoffen kunnen

.

AHA!

259


CHECKLIST helemaal begrepen

Wat ken/kan ik?

pg.

245

Ik kan de functie van de organen in het mannelijk voortplantingsstelsel omschrijven.

247

Ik kan de organen van het vrouwelijk voortplantingsstelsel situeren.

246

Ik kan de functie van de organen in het vrouwelijk voortplantingsstelsel omschrijven.

247

Ik kan het belang van de menstruatiecyclus bij de voortplanting omschrijven.

249, 250

Ik kan omschrijven wat bevruchting is.

250, 251

IN

Ik kan de organen van het mannelijk voortplantingsstelsel situeren.

250

Ik kan aanduiden waar de bevruchting gebeurt in het lichaam van de vrouw.

250

Ik kan de belangrijke fasen (zygote, stamcellen, embryo, foetus) in de ontwikkeling van zygote tot pasgeboren kind met elkaar vergelijken.

251, 252

Ik ken het verschil tussen een embryo en een foetus.

251, 252

N

Ik kan de bevruchting situeren in de menstruatiecyclus.

251

Ik kan het verloop van een zwangerschap herkennen aan de hand van afbeeldingen.

252, 253

Ik weet dat de placenta een belangrijk uitwisselingsorgaan is tussen de moeder en het ongeboren kind.

254, 255

Ik kan omschrijven dat eetgewoontes een heel belangrijke invloed hebben op de ontwikkeling van een gezond embryo en een gezonde foetus.

256, 257

Ik kan factoren opsommen die kunnen bijdragen om de zwangerschap voorspoedig te laten verlopen.

257

Ik weet dat de invloed van externe schadelijke factoren op een zwangerschap te herleiden zijn tot: gezondheidsgedrag, factoren uit het leefmilieu en impact van besmettingen.

257

Ik kan met voorbeelden illustreren dat preventieve maatregelen de schade aan embryo en foetus opgelopen door omgevingsfactoren, kunnen vermijden of beperken.

257

©

VA

Ik weet dat stamcellen geen specifieke functie hebben, maar dat ze zich kunnen ontwikkelen tot verschillende celtypes.

Je kunt deze checklist ook op

260

hier kan ik nog groeien

Voortplanting

invullen bij je Portfolio.


TEST JEZELF 1

Bestudeer de figuur van het mannelijk voortplantingsstelsel. a

Benoem de aangeduide organen.

IN

b

N

Welke organen van de afbeelding maken geen deel uit van het voortplantingsstelsel? Bij welk stelsel horen ze wel?

VA

2

Bestudeer de figuur van het vrouwelijk voortplantingsstelsel. a

Benoem de aangeduide organen.

©

Test jezelf

261


Benoem met de letters de plaats in het orgaan waar: a de bevruchting plaatsvindt b de innesteling van de bevruchte eicel plaatsvindt

4

Hoeveel dagen na de ovulatie nestelt een bevruchte eicel (zygote) zich in het baarmoederslijmvlies? binnen 24 uur binnen 48 uur binnen 2 tot 4 dagen binnen 5 tot 7 dagen

5

Een eicel wordt na de ovulatie niet binnen 24 uur bevrucht. Wat gebeurt er met de eicel? De eicel sterft en wordt afgebroken in de baarmoeder. De eicel sterft en wordt afgebroken in de eileider. De eicel sterft en wordt afgebroken in de eierstok. De eicel gaat terug naar de eierstok zodat deze bij een volgende ovulatie nogmaals gebruikt kan worden.

VA

N

IN

3

Benoem de aangeduide onderdelen en stadia.

1

rijping van de follikel

2

rijping van het gele lichaam

3

eisprong of ovulatie

4

bevruchting

5

bevruchte eicel

6

celdelingen van de zygote

7

innesteling

8

eileider

9

eileidertrechter

10

eierstok

11

baarmoeder

12

baarmoederhals

13

vagina

©

6

262

Voortplanting


Farah is 16 jaar en menstrueert nog maar enkele maanden. Haar cyclus is nog erg onregelmatig. Ze noteert haar menstruatie regelmatig in haar smartphone in een speciale kalenderapp om te kijken hoe de cyclus zich ontwikkelt. Als ze die beter leert kennen, kan ze beter inschatten wanneer ze haar volgende menstruatie kan verwachten. a

Lees in de beschrijving wanneer Farah menstrueerde in de afgelopen maanden en hoelang die duurde. – Ze menstrueerde op 1 mei gedurende 5 dagen. – De volgende menstruatie begon op 10 juni en duurde ook 5 dagen. – Ze kreeg haar volgende menstruatie op 12 juli, ook toen duurde die 5 dagen. – In augustus ging Farah met haar ouders op vakantie. Haar menstruatie liet langer op zich wachten. De menstruatie kwam pas op 24 augustus, dit keer voor 7 dagen. – De volgende menstruatie begon op 21 september en duurde 5 dagen. – Ook op 23 oktober kreeg Farah haar menstruatie. Die duurde ook 5 dagen.

b

Kleur de duur van de menstruatie op de kalender. maand

IN

7

dag

januari februari maart april mei juni

VA

juli

N

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

augustus

september oktober

november december

c

Duid de eisprong aan in de maanden mei, juni, juli en augustus met een blauwe ster. Wat valt je op?

©

d

Wanneer kan Farah haar volgende menstruatie ongeveer verwachten, uitgaande van een gemiddelde cyclusduur van 30 dagen?

Test jezelf

263


Rangschik de externe factoren die een invloed op de zwangerschap kunnen uitoefenen in de juiste kolom. Je mag extra informatie opzoeken. – het wekelijks eten van fastfood – het drinken van alcohol – toxoplasmose – syfilis – loodvergiftiging gezondheidsgedrag

factoren uit het leefmilieu

impact van besmettingen

.

©

VA

N

Verder oefenen? Ga naar

IN

8

264

Voortplanting


WOORDENLIJST Thema Periodiek systeem hoofdstuk 2

term demoproef (de)

definitie demonstratieproef die door de leerkracht uitgevoerd wordt

in je eigen woorden

energie­ niveau (het)

concentrische cirkel rond de kern waar (volgens het atoommodel van Bohr) elektronen zitten

1

filosoof (de)

wetenschapper die zich bezighoudt met het wezen van alle dingen en het leven

2

groep (de)

IN

2

verticale onderverdeling in het periodiek systeem

mineraal (het)

voedingsstof die je nodig hebt om goed te functioneren

N

2

1

Patience

kaartspel

periode (de)

horizontale verdeling in het periodiek systeem

VA

2

2

schil (de)

1

synoniem (het) ander woord in dezelfde taal met min of meer dezelfde betekenis

concentrische cirkel rond de kern waar (volgens het atoommodel van Bohr) elektronen zitten

©

PERIODIEK SYSTEEM Woordenlijst

265


Thema Omzetting en transport van energie hoofdstuk 2

term alternator (de)

definitie

in je eigen woorden

wisselstroommachine

4

4

energie­ dissipatie

omzetting van energie in warmte

fitting

metalen houder met schroefdraad om een lamp te bevestigen

lichtsterkte

IN

4

helderheid van een lichtbron

3

looping (de)

lus in achtbaan

2

nuttige energie (de)

optimaliseren

deel van de energie dat verloren gaat, meestal onder de vorm van warmte

dat deel van de energie dat daadwerkelijk voor het gebruiksdoel ter beschikking staat verbeteren

VA

4

niet-nuttige energie (de)

N

2

4

sonde

peilstift

5

transformeren

omzetten

©

266

Woordenlijst OMZETTING EN TRANSPORT VAN ENERGIE


Thema Rol van micro-organismen hoofd­ stuk 1

term

definitie

bacillen (de)

staafvormige bacteriën

in je eigen woorden

2

1

incubatietijd (de)

kefir (de)

kokken (de)

Virussen kunnen niet op zichzelf overleven. Ze moeten in een gastcel zitten om te overleven.

tijd die verloopt tussen het begin van een infectie en het zichtbaar worden van de ziekteverschijnselen

een dik vloeibare, licht alcoholische melkdrank, vermoedelijk afkomstig uit de Kaukasus

IN

3

gastcel (de)

bolvormige bacteriën

N

1

kolonie (bacterie) (de)

Een bacterie deelt zich een groot aantal keren, waardoor een zichtbaar hoopje bacteriën ontstaat: de bacteriekolonie.

VA

1

1

1

microbiologie (de) microbioom (het)

wetenschap die microscopisch kleine organismen onderzoekt verwijst naar alle microorganismen die op en in ons lichaam wonen

microorganisme (het)

organismen die niet met het blote oog zichtbaar zijn, zoals bacteriën, gisten en schimmels

1

spirillen (de)

spiraalvormige bacterie

©

1

1

1

vibrionen (de)

voedingsbodem (de)

bacteriën met een gebogen staafvorm

onderlaag met voedings­ stoffen, bedoeld om schimmels, bacteriën, planten of dieren te kweken

ROL VAN MICRO-ORGANISMEN Woordenlijst

267


Thema Warmte en temperatuur hoofdstuk

4

4

duurzaam energie­ verbruik

energielabel (het) EPC-certificaat (het)

definitie

in je eigen woorden

verbruik van duurzame energie, dat is energie die is opgewekt met behulp van bronnen die niet uitputbaar of CO2-neutraal zijn (biomassa, wind, zon en water) wordt gebruikt om het energieverbruik van een product aan te geven document dat toont hoe energiezuinig een gebouw is

IN

4

term

4

Er mogen niet meer broeikasgassen in de atmosfeer komen dan dat er door de natuur of met technologie kunnen uitgehaald worden.

koudebrug (de) plaats aan een gebouw waar, door slechte thermische isolatie, warmteoverdracht kan plaatsvinden Renovatiepact (het)

een plan om te komen tot een energiezuinig gebouwenpark

VA

4

klimaat­ neutraal

N

4

4

target (het)

doel

1

temperatuur (de)

grootheid die je kunt meten met een thermometer

4

thermofoto (de)

foto genomen met IR-straling in plaats van met licht

warmte (de)

©

1

268

kinetische energie (warmtehoeveelheid) die zich verplaatst van een hogere temperatuur naar een lagere temperatuur

Woordenlijst WARMTE EN TEMPERATUUR


Thema Interpreteren van formules hoofdstuk 2

2

term adstringerend

coëfficiënt (de)

definitie samentrekkend; gebruikt om bloeding of vochtafscheiding door de huid te stelpen getal voor de formule dat het aantal moleculen symboliseert

in je eigen woorden

enkelvoudige De moleculen van een stof enkelvoudige stof zijn opgebouwd uit één soort atomen.

2

foundation (de)

2

index (de)

molecuul­ formule (de)

basismake-up om kleur aan te brengen op het gezicht (fond de teint)

getal in de formule dat het aantal atomen van een bepaalde soort aangeeft verkorte notatie van een zuivere chemische stof

N

2

IN

2

2

regulerend

in orde maken

samengestelde stof

De moleculen van een samengestelde stof zijn opgebouwd uit verschillende atomen.

VA

2

©

INTERPRETEREN VAN FORMULES Woordenlijst

269


Thema Kracht en verandering van beweging hoofd­ stuk 2

term aerodynamisch

definitie

in je eigen woorden

gestroomlijnd, de luchtweerstand zo laag mogelijk houden

2

5

4

de kracht die een voorwerp uitoefent op zijn ondersteuning of ophanging als gevolg van de zwaartekracht

normaalkracht (de)

de kracht die loodrecht staat op het gewicht van een vlak voorwerp

reactieafstand (de)

de afstand die de auto nog aflegt voordat de rem wordt ingedrukt

gewicht (het)

remafstand (de)

5

2

270

de uiteindelijke kracht, rekening houdend met alle krachten die op een voorwerp inwerken, die bepaalt of een voorwerp versnelt, vertraagt of in rust is

de afstand totdat de auto volledig stilstaat: reactieafstand + remafstand

wrijvingskracht (de)

weerstandskracht die overwonnen moet worden om het voorwerp te verplaatsen over zijn steun

zwaartepunt (het)

plaats bij een voorwerp in evenwicht waarin alle massa geconcentreerd is

resulterende kracht (de)

stopafstand (de)

©

2

de afstand die de auto nog aflegt tijdens het remmen

VA

3

Het voertuig wordt onbestuurbaar als een dun laagje water zich tussen de band en het wegdek bevindt.

IN

1

aquaplaning (de)

N

5

Woordenlijst Kracht en verandering van beweging


Thema Aspecten van een chemische reactie hoofd­ stuk 4

term

definitie

activeringsenergie (de)

in je eigen woorden

kleine hoeveelheid energie die de reactie op gang brengt

4

4

4

chemische reactie waarbij energie opgenomen wordt uit de omgeving

1

2

3

2

2

endotherme reactie chemische reactie waarbij (de) warmte opgenomen wordt uit de omgeving

energiediagram (het)

exo-energetische reactie (de)

exotherme reactie (de)

diagram dat de energiewijzigingen tijdens een chemische reactie voorstelt

chemische reactie waarbij energie afgegeven wordt aan de omgeving

chemische reactie waarbij warmte afgegeven wordt aan de omgeving

fysisch verschijnsel proces waarbij tijdelijke (het) veranderingen bij de stoffen optreden horlogeglas (het)

neerslag (de)

cirkelvormig laboratoriumglaswerk dat een beetje bol staat

vaste stof die ontstaat bij een chemische reactie

reactieproduct (het) eindproduct bij een chemische reactie

©

1

VA

4

endo-energetische reactie (de)

proces tussen stoffen waarbij nieuwe stoffen gevormd worden met andere eigenschappen dan de oorspronkelijke stoffen

IN

4

chemische reactie (de)

N

1

reactieschema (het) voorstelling (met woorden) voor een chemische reactie reactievergelijking (de)

voorstelling (met formules) voor een chemische reacties

1

reagentia (de)

beginproducten bij een chemische reactie

Aspecten van een chemische reactie Woordenlijst

271


1

spatel (de)

soort labolepel

1

uitgangsproduct (het)

beginstof bij een chemische reactie

272

©

VA

IN

N

Woordenlijst Aspecten van een chemische reactie


Thema Druk en geluid

4

1

4

definitie

atmosferische druk (de)

luchtdruk

barotrauma (het)

Men spreekt van een barotrauma als het drukverschil tussen het buiten- en het middenoor zo groot is dat het trommelvlies scheurt.

in je eigen woorden

IN

3

term

druk (de)

verhouding van de grootte van een kracht (F, loodrecht op een oppervlak) tot de grootte van het contactoppervlak (A) waarop die kracht inwerkt

frequentie (de)

aantal trillingen per seconde

N

hoofd­ stuk

geluidsintensiteit (de)

2

hydraulische pers (de)

hoeveelheid energie die door de geluidsdruk op een oppervlak van 1 vierkante meter opgevangen kan worden toestel, gebaseerd op de wet van Pascal, waarbij een kleine kracht omgezet wordt in een grote kracht

VA

4

1

logaritmische schaal (de)

©

4

kracht (de)

3

1

luchtdruk (de)

manometer (de)

uitwendige oorzaak van een vormverandering of een snelheidsverandering van een voorwerp

het tegenovergestelde van een exponent. ‘Tot welke macht moet ik mijn grondgetal verheffen om dit getal in mijn logaritme te krijgen?’ druk van de lucht

meettoestel om de druk te meten in vloeistoffen en gassen

Druk en geluid Woordenlijst

273


4

middenstof (de)

materie waarin het geluid zich voortplant

3

normdruk (de)

de gewone atmosferische druk, ongeveer gelijk aan 1 000 hPa

1

pascal (de)

eenheid van druk

frequentie

VA

IN

trillingssnelheid (de)

N

4

©

274

Woordenlijst Druk en geluid


Thema Voortplanting hoofd­ stuk 3

term bizar

definitie bijzonder, absurd

in eigen woorden

2

2

2

embryonale ontwikkeling van het ongeboren ontwikkeling kind gedurende de eerste 11 (de) weken van de zwangerschap

foetale groei (de)

moederkoek (de)

placenta (de)

ontwikkeling van het ongeboren kind vanaf de 12e week tot aan de geboorte

orgaan dat zorgt voor de uitwisseling van voedingsstoffen, zuurstof en afvalstoffen tussen moeder en ongeboren kind zie moederkoek

IN

2

zygote (de)

een stamcel is een nietgespecialiseerde cel die de voorloper is van gespecialiseerde cellen bevruchte eicel

VA

2

stamcellen (de)

©

N

2

Voortplanting Woordenlijst

275


NOTITIES

VA

N

IN

©

276

NOTITIES


Issuu converts static files into: digital portfolios, online yearbooks, online catalogs, digital photo albums and more. Sign up and create your flipbook.