natuurkunde
Fasen en fase-overgangen
Veel zuivere stoffen komen in drie fasen voor: vast, vloeibaar en gasvormig. Deze applet behandelt deze drie fasen en de overgangen daartussen vanuit de
deeltjestheorie.
Materie
Met 'stof' bedoel je in het alledaagse leven huisstof of textiel. In de natuurwetenschappen betekent het woord stof veel meer. IJzer, plastic, water,
benzine, zuurstof en aardgas zijn allemaal stoffen. Er zijn miljoenen verschillende stoffen.
Elk voorwerp bestaat uit een stof, of uit een paar stoffen. In natuurwetenschappelijke vaktaal: elk voorwerp bestaat uit materie.
De deeltjestheorie, temperatuur
Volgens de deeltjestheorie bestaat alle materie uit deeltjes (moleculen, atomen, enz.). Die deeltjes trillen altijd. Hoe heftiger de trilling, hoe hoger
de temperatuur van het voorwerp dat uit die deeltjes bestaat.
De vaste fase
In de vaste fase trillen de deeltjes relatief niet zo heftig. Daardoor zitten ze dicht op elkaar. Hun onderlinge krachten zijn dus groot. Die krachten
houden elk deeltje op een vaste plaats. Zo krijgt het voorwerp als geheel een vaste vorm.
De vloeibare fase
In de vloeibare fase trillen de deeltjes heftiger dan in de vaste fase. Hun onderlinge afstand is daardoor wat groter. De krachten tussen de deeltjes zijn
nu te klein om elk deeltje zijn vaste plek te geven, maar nog wel groot genoeg om alle deeltjes bij elkaar te houden. Het voorwerp als geheel heeft dus geen
vaste vorm meer: het is vloeibaar.
De gasvormige fase
In de gasvormige fase trillen de deeltjes zo heftig en wordt hun onderlinge afstand zo groot, dat de onderlinge krachten het verliezen. De
deeltjes raken volledig los van elkaar. Elk deeltje gaat zijn eigen weg. Het 'voorwerp' verdwijnt en er blijft een gas over. Dat gas
verspreidt zich zo ver als mogelijk is.
De applet
Met deze applet kun je fasen en faseovergangen bestuderen.
- Kies eerst 'States'.
Je ziet een vat met neonatomen in de vaste fase.
- Rechtsboven kun je andere deeltjes kiezen.
- Daaronder kies je voor de vaste, de vloeibare of de gasvormige fase.
- Bestudeer de invloed van temperatuurverhoging en -verlaging.
- Bij 'Phase changes' zijn er meer mogelijkheden.
- Met de pomp voeg je deeltjes toe.
- Met de wijsvinger vergroot en verklein je de beschikbare ruimte. Als de druk (pressure) te groot wordt vliegt het deksel weg.
- 'Interaction' brengt de potentiaal van twee deeltjes ten opzichte van elkaar in beeld.
- Merk op dat alleen de toestand met de laagste potentiaal stabiel is.
- Kies je rechts voor 'Adjustable attraction', dan kun je de diameter van de deeltjes en de grootte van de onderlinge kracht regelen.