Kennistoets OJW
Natuur & techniek
Hoofdstuk 4: milieu en ecologie
Een ecosysteem is het samenhangende geheel van abio7sche (levenloze natuur, bv. licht,
tempratuur) en bio7sche (levende organismen, bv. dieren, planten) factoren. Ieder
ecosysteem kan verschillen van groo=e.
à Biotopen zijn leefgebieden waarbij het klimaat en de geografische omstandigheden
hetzelfde zijn. Binnen dit leefgebied zijn weer specifieke leefgebieden voor organismen te
onderscheiden, deze noemen we Habitats.
Ecologie bestudeert hoe levende organismen en hun omgeving op elkaar in werken. Zowel
abioCsche en bioCsche factoren kunnen een ander ecosysteem beïnvloeden. Zo ontstaat een
voedselketen (voedselweb). De voedselketen bestaat uit verschillende schakels:
1. Producenten: planten, ze kunnen d.m.v. fotosynthese (energie van de zon omze=en in
chemische energie in de vorm van suikers) eigen voedsel produceren. Dit noemen we
ook wel autotroof.
2. Consument 1e orde: planteneters (herbivoren), zei eten de producenten.
- Consument 2e orde: vleeseters (carnivoren), zei eten de planteneters.
- Consument 3e orde: toppredatoren, zei eten weer anderen carnivoren.
à Alle consumenten zijn heterotroof; ze hebben andere organismen nodig om te overleven.
3. Reducenten: schimmels, bacteriën en andere micro-organismen. Ze recyclen voeding
terug naar de bodem, waardoor de voedselketen weer opnieuw begint.
Een voedselpiramide laat zien hoe energie en voedingsstoffen door de keten gaan. Veel
energie gaat Cjdens het proces verloren doordat dieren niet alles eten of verteren. Slechts 10%
van de energie komt steeds in het volgende niveau terecht.
Het ecosysteem (samenhangende deel van abioCsche en bioCsche factoren) veranderd
voortdurend. PopulaCes van dieren en planten groeien of krimpen aRankelijk van voedsel en
roofdieren. Soms raakt het evenwicht verstoord door het invoeren van exoten (nieuwe
soorten) of menselijke ingrepen. Sommige organismen kunnen dan verdwijnen of juist groeien
en een plaag vormen.
Successie is het eindstadium, wanneer het ecosysteem niet meer verandert en stabiel is. De
voedselkringloop is hierbij gesloten. Successie kan wel verstoord worden door natuurlijke
oorzaken, zoals bosbranden, bomen kappen, grasmaaien etc.
Mensen hebben een grote invloed op de natuur en zijn aRankelijk van natuurlijke bronnen,
zoals voedsel en water. De mens stoot veel schadelijke stoffen uit, waardoor er
milieuvervuiling ontstaat. Dit veroorzaakt het broeikaseffect, wat leidt tot de opwarming van
de aarde, sCjgende zeespiegel en veranderingen in het klimaat.
Ook neemt de biodiversiteit (de verscheidenheid aan leven op aarde; zorgt voor evenwicht in
de natuur) af. Mensen hebben steeds meer gebied nodig voor de huizen- en landbouw. De
geïsoleerde natuurgebieden worden kleiner en organismen kunnen moeilijker overleven.
,à De mens kan zijn/haar ecologische voetafdruk verkleinen door duurzamer te leven. Het is
belangrijk dat kinderen al vroeg leren hoe ze voor het milieu kunnen zorgen (afval scheiden,
energie besparen), zodat we milieuproblemen kunnen aanpakken.
Hoofdstuk 5: natuurkundige verschijnselen
Vaste stoffen, vloeistoffen en gassen
Iedere stof bestaat uit deeltjes. Het kleinste deeltje van een stof heet een molecuul. Het
gedrag van de moleculen is bepalend voor de verschijningsvorm van een stof.
Vaste stof: moleculen bewegen niet veel en trekken elkaar sterk aan, waardoor ze bij
elkaar blijven.
Vloeistof: de moleculen bewegen alle kanten op en de deeltjes zi=en minder dicht op
elkaar. Ze trekken elkaar minder sterk aan.
Gas: de moleculen bewegen in alle richCngen en hebben onderling helemaal geen
aantrekkingskracht meer, waardoor er nog meer ruimte tussen de deeltjes zit.
Stoffen kunnen op verschillende verschijningsmanieren voorkomen. Energietoevoer en
tempratuur spelen hierbij een rol.
- Als het warmer wordt à moleculen verder uit elkaar (dichtheid van de stof neemt af).
- Als het kouder wordt à de stof wordt per volume-eenheid zwaarder en compacter.
Smeltpunt: het punt waarop een zuivere vaste stof (die uit 1 soort moleculen bestaat) bij een
normale luchtdruk en bepaalde tempratuur vloeibaar wordt.
à Bij een vaste stof is het smeltpunt maar bij één tempratuur.
De overgang van vloeibaar naar gas kan bij bijna elke temperatuur plaatsvinden; de deeltjes
kunnen bij elke temperatuur ontsnappen en overgaan naar een gasvormige toestand
(verdamping).
à VluchCge stoffen zoals parfum en benzine verdampen bij een relaCef lage temperatuur.
Kookpunt: de hoogste temperatuur die een vloeistof kan bereiken, voordat de vloeistof
overgaat van vloeistof naar gasvorm. Luchtdruk is beïnvloedend op dit proces; als de luchtdruk
hoog is, drukken de luchtmoleculen sterker op een vloeistof waardoor het lasCger is voor de
moleculen om aan de vloeistof te ontsnappen.
- Sublima7e: als moleculen rechtstreeks van vast naar gas gaan.
- Desublima7e: rechtstreeks van gas naar een vaste stof.
Desublimeren (rijpen): gas à vaste stof
Smelten: vaste stof à vloeistof
Verdampen: vloeistof à gas
Condenseren: gas à vloeistof
Stollen: vloeistof à vaste stof
Sublimeren (vervluch7gen): vaste stof à gas
,Het bestaan van water is een belangrijke voorwaarde voor het leven op aarde. Water hee[
drie belangrijke eigenschappen:
1. Water als oplosmiddel: een andere stof kan in water worden opgelost.
- Suspensie: een mengsel waarbij de vaste stof niet helemaal is opgelost (modderwater).
- Oplossing: suiker kan helemaal oplossen in water, dus er is niks meer van te zien.
- Emulsie: een mengsel van twee stoffen die eigenlijk niet goed mengbaar zijn (melk).
2. De opwaartse kracht van water: voorwerpen kunnen drijven, zweven of zinken in
water. Dit hee[ te maken met de dichtheid van de stof.
à Hoe hoger de dichtheid, hoe zwaarder de stof. Wanneer een stof een hogere dichtheid hee[
dan water, zinkt de stof.
3. De oppervlaktespanning van water: watermoleculen trekken elkaar sterk aan. De
kracht van de moleculen is naar binnen en opzij gericht, deze spanning noemen we de
oppervlaktespanning.
à Wanneer je een glas water tot de rand vult, lijkt er een soort bolling over het glas te zi=en.
Het water gaat niet over de rand, doordat de bovenste laag (oppervlaktespanning) te sterk is.
Ook kan je vloeistoffen ontmengen; zo krijg je zuivere stoffen uit het samengestelde mengsel
weer terug. Er zijn verschillende scheidingstechnieken:
Filteren: dit kun je doen door te zeven, door het verschil in deeltjesgrote.
Verschil in dichtheid: wanneer de dichtheid van de vaste stof groter is dan die van de
vloeistof, kan je die laten bezinken (modderwater, modder zakt naar beneden).
Centrifugeren: door het snelle ronddraaien worden de deeltjes met een hoge dichtheid
naar de buitenkant geduwd en de deeltjes met een lage dichtheid blijven in het midden
(laboratoriumonderzoeken, scheiden van bloedcellen en -plasma).
Verschil in kookpunt: twee stoffen kunnen verschillen van kookpunt, dus je kan de
stoffen net zo lang koken totdat de vloeistof verdampt (indampen) en de vaste stof
overblij[.
à Des7lla7e is ook een vorm van verschil in kookpunt: De verdampte vloeistof wordt
opgevangen door deze te laten condenseren. Het deel van het mengsel dat niet verdampt is
het residu, de verdampte stof is het des7llaat.
Magne:sme
Magne7et is een gesteente dat van nature magneCsch is. Dit gesteente werd gebruikt om de
voorloper van het kompas mee te maken. De aarde is een groot magneCsch veld dat alle
magneten beïnvloed. Twee tegengestelde polen trekken elkaar juist aan als ze dicht genoeg bij
elkaar zijn.
In een magneet zit normaal gesproken alle mini-magneetjes kriskras door elkaar, waardoor ze
elkaars werking opheffen. Wanneer de magneCsche gebieden allemaal dezelfde kant op
wijzen, wordt het magneCsch. Een magneet trekt alleen ferromagne7sche metalen aan; ijzer,
nikkel en kobalt (een aluminium blikje dus niet). Je kunt sommige ferromagneCsche metalen
magneCsch maken door er meermalen met een magneet in dezelfde richCng langs te strijken;
de magneCsche gebieden gaan allemaal dezelfde kant op wijzen.
à Wanneer je ijzer verwarmt of er met een hamer opslaat, is de kans groot dat het zijn
magneCsche kracht verliest.
, Er bestaat een verband tussen elektriciteit en magneCsme. Elektrische stroom kan een
magneCsch veld opwekken. Een elektromagneet bestaat ook. Deze magneet werkt alleen
wanneer er stroom doorheen loopt. Zo zie je dit op grote schaal terug bij generatoren; grote
elektromagneten raaien rond bij het midden van elektrische spoelen. Zo wordt er elektrische
stroom gegenereerd (opgewekt).
Elektriciteit
Sta7sche elektriciteit ontstaat wanneer twee voorwerpen tegen elkaar wrijven. Het ene
voorwerp neem geladen deeltjes over van het andere, waardoor beide voorwerpen een
(tegengestelde) elektrische lading krijgen. Deze staCsche, ook wel s7lstaande elektriciteit
genoemd blij[ langere Cjd geladen en de geladen deeltjes kunnen niet wegstromen.
Stoffen bestaan uit moleculen en deze moleculen zijn weer opgebouwd uit atomen. Een atoom
is neutraal en bestaat evenveel posiCeve- als negaCeve lading. Wanneer atomen botsen, kan
er een uitwisseling van elektronen plaatsvinden.
à Als je een ballon tegen je trui aan wrijB, springen er elektronen van je trui over naar de
ballon. De ballon krijgt nu een overschot van elektronen en wordt nega:ef geladen. Voor je
trui geldt dit juist andersom nu.
Wanneer de aantrekkingskracht tussen een posiCef en negaCef geladen voorwerp te groot
worden, springen de elektronen in één keer terug naar het posiCef geladen voorwerp. Er
ontstaat dan een elektrische ontlading, bv. een bliksemflits in een onweerswolk.
Elektriciteit is een vorm van energie die in vele energievormen kan worden omgezet; warmte,
licht, beweging en geluid. Elektrische stroom kan alleen worden getransporteerd via
materialen die goed geleiden, zoals metalen. In metalen kunnen elektronen (kleine deeltjes in
atomen) gemakkelijk bewegen, wat essenCeel is voor de overdracht van stroom.
Een stroomkring is een gesloten lus waar stroom doorheen kan stromen. Deze kring bestaat
uit verschillende onderdelen:
Een spanningsbron: ba=erij of accu. Deze bestaat uit een pluspool en een minpool.
Het verschil tussen deze polen zorgt ervoor dat de elektronen gaan stromen.
- Pluspool à hee[ een tekort aan elektronen.
- Minpool à hee[ een overschot aan elektronen.
Een geleidend materiaal: materiaal waar de elektronen doorheen kunnen bewegen,
zoals bijvoorbeeld koperdraad.
Een energieverbruiker: hetgeen dat de elektriciteit gebruikt, bijvoorbeeld een lampje
dat de elektriciteit gebruikt om licht te geven.
à In stroomschema’s wordt de stroomrichCng alCjd van plus naar min weergegeven. De
elektronen stromen eigenlijk van de minpool naar de pluspool.
Kortslui7ng gebeurt als een koperdraad ergens in de stroomkring zonder isolaCe contact
maakt met zichzelf. De stroom kiest dan de kortste weg en gaat niet door het lampje, waardoor
het niet werkt.
Een dunne stroomdraad hee[ een grotere weerstand dan een dikke stroomdraad. De
elektronen botsen vaker met de atomen van het metaal, waardoor er warmte
(wrijvingswarmte) ontstaat. Zo kan bv. ook een gloeilamp gloeien.
