Werkblad pHET  ideale gaswet

Leidende vraag:

Welke grootheden hebben een invloed op het gedrag van gassen ?

Navigeer naar de PhET “Inleiding gassen” Simulatie.

Link volgen: https://phet.colorado.edu/sims/html/gases-intro/latest/gases-intro_nl.html

Inleiding

Klik op het vak ‘Inleiding’.

Klik op het groene plusje naast deeltjes

Pomp zware gasdeeltjes (blauw) toe tot er zich 100 in het vat bevinden :

Geef het gedrag van de Bewegen ze snel of langzaam? Buigen ze af of bewegen ze zich op rechte paden? Wat gebeurt er als ze andere gasmoleculen raken?

Reset

Indien er binnen deze werkblaadjes naar reset verwezen wordt moet je simpelweg op de resetknop rechts onderaan klikken:

Pomp vervolgens lichte gasdeeltjes (rood) toe er zich 100 in het vat bevinden :

Vergelijk nu eens het gedrag van de lichte gasdeeltjes met dat van de zware gasdeeltjes. Bewegen ze sneller of langzamer, buigen ze af of bewegen ze in een rechte lijn?

Reset

Wat is de relatie tussen de grootte van de deeltjes en de snelheid van de deeltjes?

 

Wat voor soort relatie is dit: recht evenredig of omgekeerd evenredig?

 

Omcirkel de grafiek die het beste dit verband weergeeft:

 

Gaswetten

We gaan eens kijken hoe bij gassen de volgende grootheden zich met elkaar verhouden. Hiervoor moet je eerst onderaan de applet duwen op ‘wetten’ :

Temperatuur (T) en druk (p) van de deeltjes

Pomp nogmaals 100 gasdeeltjes van het zware gas (blauw) in het vat.

Lees de huidige temperatuur af van de thermometer en de druk van de barometer.

Druk (p) =                    ………………………………………..

Temperatuur (T) =       ………………………………………..

Klik op de hendel voor de hittebesturing op de emmer onder de gaskamer. Sleep deze naar boven om de temperatuur te verhogen tot 1000 K (727 ° C).

Wat is de nieuwe druk?

 

Wat is de relatie tussen druk(p) en temperatuur(T)?

 

Wat voor soort relatie is dit: recht evenredig of omgekeerd evenredig?

 

Omcirkel de grafiek die het beste dit verband weergeeft:

Volume (V) en druk(p) van de deeltjes

 Pomp nogmaals 100 gasdeeltjes van het zware gas (blauw) en 100 gasdeeltjes van het lichte gas (rood) in het vat. Laat deze gedurende 10-20 seconden zich gelijk verdelen over het vat.

 

Ondertussen kun je al zorgen dat het vakje ‘botsingen’ aangevinkt is, zet de periode op 20 ps:

Klik op de groene GO-pijl in het veld van de botsingsteller om het aantal botsingen in 20 ps te meten.

Klik vervolgens nog een paar keer op de groene GO-pijl. Merk op hoe het aantal botsingen elke keer verandert.

Selecteer nu ook het vakje ‘Breedte’ rechtsboven.

 

Noteer de beginwaarde van de breedte van het vat en

 

Breedte(nm):…………………………………………..

Vul vervolgens de overeenkomstige de beginwaardes in van de druk, de huidige temperatuur en de hoeveelheid botsingen bij deze breedte:

Druk (p); …………………………………………………..

 

Temperatuur (° C): ……………………………….

Botsingen: ………………………………………………..

 

Klik op de linker zijhandgreep van het vat en sleep de wand zo ver mogelijk naar links.

Noteer de maximale breedte van het vat, aantal botsingen en de huidige temperatuur en druk bij deze breedte (volume) hieronder:

Maximale breedte (nm): ……………………………….

Druk (p); ………………………………………………………….

Temperatuur (° C): …………………………………………

Botsingen: ……………………………………………………….

 

Klik op de linker zijhandgreep van het vat en sleep de wand zo ver mogelijk naar rechts. Noteer de minimale breedte van het vat, snelheid van de deeltjes en de huidige temperatuur en druk hieronder:

Minimale breedte (nm): ………………………………

Druk (p); …………………………………………………………

Temperatuur (° C): ………………………………………

Botsingen: ………………………………………………………

 

Vul je bevindingen uit de vorige 3  opdrachten in de onderstaande tabel in:

	Breedte (nm)	Temperatuur (° C)	Druk (bar)	Aantal botsingen
1	10,0
2
3

 

Wat is de relatie tussen het aantal botsingen en de druk (p)?

 

Wat voor soort relatie is dit: recht evenredig of omgekeerd evenredig?

 

Omcirkel de grafiek die het beste dit verband weergeeft:

Wat is de relatie tussen het volume(V) en de druk (p)?

 

Wat voor soort relatie is dit: recht evenredig of omgekeerd evenredig?

Omcirkel de grafiek die het beste dit verband weergeeft:

Reset

 

Temperatuur (T) & Volume (V)

Pomp nogmaals 100 gasdeeltjes van het zware gas (blauw) en 100 gasdeeltjes van het lichte gas (rood) in het vat. Laat deze gedurende 10-20 seconden zich gelijk verdelen over het vat.

 

Selecteer in het menu CONSTANT HOUDEN de optie Druk    V. Selecteer nu rechtsboven het vakje Breedte ↔. Een stippellijn met pijlen verschijnt onder het vat en geeft aan dat de huidige breedte 10,6 nm is. Noteer de huidige kamerbreedte, temperatuur en druk hieronder:

Breedte vat: …………………………………                         Druk: ………………………………………

Temperatuur: ……………………………..

 

Klik de bedieningshendel op de emmer onder de gaskamer. Stel de temperatuur in op 400 K (127 ° C).

Noteer de huidige kamerbreedte, temperatuur en druk hieronder:

Breedte vat: …………………………………                         Druk: ………………………………………

Temperatuur: ……………………………..

 

Wat gebeurt er als u de temperatuur probeert te verhogen tot 500 K (227 ° C)?

 

Wat is de relatie tussen de temperatuur (T) en het volume wanneer de druk (p) constant blijft gehouden?

 

Wat voor soort relatie is dit: recht evenredig of omgekeerd evenredig?

 

Omcirkel de grafiek die het beste dit verband weergeeft:

Reset

Aantal deeltjes (n) & volume (V)

 

Pomp nogmaals 100 gasdeeltjes van het zware gas (blauw) en 100 gasdeeltjes van het lichte gas (rood) in het vat. Laat deze gedurende 10-20 seconden zich gelijk verdelen over het vat.

 

Selecteer in het menu CONSTANT HOUDEN, Druk  T. Selecteer nu het vakje Breedte ↔ rechtsboven. Een stippellijn met pijlen verschijnt onder de kamer en geeft aan dat de huidige breedte 10,0 nm is. Noteer het huidige totale aantal deeltjes, kamerbreedte, temperatuur en druk hieronder:

Totaal aantal deeltjes: ………………………………………….         Temperatuur: ……………………………………

Breedte vat:………………………………………                             Druk: …………………………………………………

 

Voeg nu 50 meer blauwe deeltjes en 50 meer rode deeltjes toe zodat het totale aantal deeltjes 300 is. Klik op de linker zijhandgreep van de gaskamer en sleep de kamerwand naar links totdat de temperatuur overeenkomt met de aanvankelijke temperatuurmeting van vraag # 4 bovenstaande. Noteer het huidige totale aantal deeltjes, kamerbreedte, temperatuur en druk hieronder:

 

Totaal aantal deeltjes: ………………………………………….         Temperatuur: ……………………………………

Breedte vat:………………………………………                             Druk: …………………………………………………

 

Wat is de relatie tussen het aantal deeltjes (n) en het volume(V) wanneer de druk (p) en temperatuur (T) constant blijven gehouden?

 

Wat voor soort relatie is dit: recht evenredig of omgekeerd evenredig?

 

Omcirkel de grafiek die het beste dit verband weergeeft:

 

Ideale gaswet

De ideale gaswet (ook wel algemene gaswet ,wet van Boyle en Gay-Lussac of universele gaswet genoemd) combineert de variabelen voor Druk (P), Volume (V), aantal deeltjes (n) en Temperatuur (T) in één vergelijking. Schrijf hieronder de verbanden in formulevorm:

Temperatuur (T) en druk (p): ……………………………………………………………………

Volume (V) en druk (p): ………………………………………………………………………………

Temperatuur (T) en volume (V): ………………………………………………………………

Aantal deeltjes (n) en temperatuur (T): ……………………………………………….

Aantal deeltjes (n) en volume (V): …………………………………………………………..

Probeer op basis van de gegevens die in deze activiteit zijn geregistreerd een vergelijking te schrijven voor de ideale gaswet. Hier staat de evenredigheidsconstante, gasconstante (R) , al bij.

(Tip: variabelen aan dezelfde kant van de vergelijking zijn omgekeerd evenredig, en variabelen aan weerszijden van de vergelijking zijn recht evenredig.)

 

___   ___  =  ___  R  ___