Hoofdstuk 17: Temperatuur, thermische expansie en de
ideale gaswetten (147 – 163)
Atoomtheorie van de materie
Atoom = kleinste deel v/e materie
Experimentele ondersteuning: Brownse beweging Robert Brown (1827) & Albert Einstein (1905)
aanname dat atomen van elke stof continu in beweging zijn
Afbeelding: Witte vlekken = atomen , zwarte vlekken = leeg
Hoe meten tot op atomaire schaal?
Meetapparaat aangepast aan de te meten materie
Elektronen kortere golflengte dan licht elektronenmicroscoop, tot op enkele nanometers
Meest krachtige transmissie- elektronenmicroscoop germanium- atomen beweeglijkheid
deeltjes zichtbaar
X-stralen voor atomaire structuur
Voorbeeld: in Grenoble X-stralen om kristallen te onderzoeken
Belangrijk om de structuur v/d atomen te kennen
Scanning Tunneling Microscoop/kracht microscoop
nobelprijs winnaar
individuele atomen zichtbaar en manipuleerbaar
gebruik van zeer scherpe naald, bekijken van aantal e- die overspringen
aftasten met atomaire resolutie evolutionaire doorbraak
Temperatuur en thermometers
Thermometer = indirecte aflezing van eigenschap die verandert
materie zet uit bij verandering van T
De Celsius- temperatuurschaal
Smeltpunt van ijs: 0 ℃
Hiertussen verdeeld in 100 gelijk deeltjes
Kookpunt water: 100 ℃
Celcius-
temperatuurschaal &
Fahrenheit schaal
Omzetting: 0 ℃ = 32 ℉ , 100 ℃ = 180 ℉
T F
¿
9
5
T C
+ ¿ 3 2
⇔
T C
¿
5
9
( ¿ T F ¿− ¿ 3 2 ¿ )
Thermodynamische temperatuurschaal
Thermometer: gebaseerd op temperatuurafhankelijke eigenschap
Constant volume: gasthermometer en de Kelvinschaal/ absolute schaal
,Absolute temperatuurschaal calibratiecurven van verschillende gassen
p = 0 T = -273,15 ℃ niet bereikbaar
Thermisch evenwicht en de nulde hoofdwet
Nulde wet van de Thermodynamica
2 voorwerpen in thermisch contact met elkaar als er warmte uitgewisseld kan worden
Thermisch evenwicht is een situatie waarin 2 voorwerpen in thermisch contact zijn met
elkaar en geen warmte uitwisselen
= beide voorwerpen hebben gelijke temperatuur
, Thermische expansie
Microscopische reden: grote vibratie- amplitude tussen atomen bij hogere temperatuur
Temperatuur stijgt deeltjes bewegen sneller en verder uit elkaar
Lineaire uitzetting
¿
∆
¿
l
∆
l
α
0
met α = lineaire uitzettingscoëfficiënt
T
Als ∆
l
¿
l
Dan ¿
l
¿
l 0
) voor 1D
−¿ l 0
¿
voorwerpen
Voorbeeld: Bimethaalthermometer
verschill in uitzettingscoëfficiënt van 2 verschillende metalen
zoals in microgolf de spiralen die groter worden bij stijging T
Kubieke uitzetting
V
¿
V
∆
¿
∆
β
0
met β kubieke uitzettingscoëfficiënt β ≈ 3α
T
Als ∆
V
V
¿ Dan
−¿ ¿ V 0
V
¿
∆
V
+ ¿ ¿ V 0
¿
V 0
( ¿ 1 ¿ + ¿ ¿ β ¿ ∆ ¿ T ¿)
Ongebruikelijke uitzetting van water
Water zet uit bij dalende T
Ijslaag boven water zorgt ervoor dat onderliggende water niet bevriest behoudt van
warmte
De gaswetten en de absolute temperatuur
Ideale gas: lage dichtheid, lage druk
moleculen in een gas gaan geen binding aan met elkaar
V 1 met T = cst wet van Boyle
¿ P
V T met P= cst wet van Charles bv luchtballon
¿
P T met V = cst wet van Gay-Lussac bv drukkookpan en autoclave (sterilisatie med.
¿
apparatuur)
Samenvattend: pV = nRT
De ideale gaswet in termen van de moleculen
Getal van Avogadro: N
¿
6,02
x
A
10 23
N
N
n (mol) =
A
→
p
V
¿
N
N A
R
T
¿
k
¿
R
N A
→
p
V
¿
N
k
T
Temperatuurschaal voor een ideaal gas
Niet gebaseerd op uitzetten of inkrimpen van de stof
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller meilincromboom. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $5.92. You're not tied to anything after your purchase.