natuurkunde
Gasdruk, de algemene gaswet
Met deze applet bestudeer je de druk van een afgesloten gas.
Gasdruk
Als je een ballon opblaast oefent de lucht in de ballon een kracht uit op de binnenkant van de ballon. Daardoor gaat de ballon bol staan, zó bol dat de spankracht van het rubber precies even groot is als de kracht van de lucht.In het algemeen: Een gas, opgesloten in een vat, oefent een kracht uit op de wanden van het vat.
De gasdruk p is de kracht die een gas per m² uitoefent. Eenheid: Pascal (Pa) of bar.
De deeltjestheorie
Gasdruk is te verklaren met een van de belangrijkste ideeën uit de natuurwetenschap: de deeltjestheorie.- Alle materie: vast, vloeibaar of gasvormig, bestaat uit heel kleine deeltjes.
- Deze deeltjes zijn submicroscopisch: zo klein dat je ze zelfs met een microscoop niet kunt zien.
- Deze deeltjes bewegen altijd, ze staan nooit stil. Anders gezegd: ze hebben altijd bewegingsenergie (kinetische energie).
- Voor alle materie geldt: hoe lager de temperatuur van de materie, hoe kleiner de gemiddelde snelheid van de deeltjes waar de materie uit bestaat.
Helemaal nul wordt hun snelheid echter nooit.
Gasdruk en de deeltjestheorie
De gasdeeltjes bewegen altijd en botsen dus voortdurend, tegen elkaar en tegen de wanden van het vat waarin het gas zit. Dat geeft kracht en dus druk op de wanden.Algemene gaswet
De druk p (in Pa) van een afgesloten gas is afhankelijk van:- Het volume V (in m³) van het vat waarin het gas zit.
- De temperatuur T (in K) van het gas.
- De hoeveelheid gas in het vat.
De waarde van de constante is recht evenredig met de hoeveelheid gas.
De applet
Met deze applet kun je gasdruk bestuderen.
Kies eerst 'Intro'.
Je ziet een leeg vat.
Door de linkerwand te verslepen vergroot of verklein je het volume (de inhoud). Als je rechtsboven 'Width' aanvinkt, wordt de breedte van het vat aangegeven.
Bovenaan kun je een deksel open- en dichtschuiven.
Pomp wat gasdeeltjes in het vat. Blauwe deeltjes zijn zwaar, rode zijn licht. Je kunt ook het plusteken bij 'Particles' aanklikken en de pijltjes gebruiken.
Je ziet nu dat de temperatuur en de druk worden gemeten. Kies als eenheid van druk de kilopascal (kPa).
- Houd nu de hoeveelheid gas en de temperatuur constant en varieer het volume. Bestudeer het verband tussen het volume en de gasdruk.
- Houd nu de hoeveelheid gas en het volume constant en varieer de temperatuur. Bestudeer het verband tussen de temperatuur en de gasdruk.
- Houdt nu volume en temperatuur constant en varieer de hoeveelheid gas. Bestudeer het verband tussen de hoeveelheid gas en de gasdruk.
- Ga na of je onderzoeksresultaten kloppen met de algemene gaswet.
Kies dan 'Laws'.
Hier heb je een wat uitgebreidere mogelijkheid om de algemene gaswet te verifiëren.