Techniek met kimberly

Inhoud blog

	Agregatietoestand
	Tandwielen
	Katrollen
	Hefbomen
	LPG

Zoeken in blog

Beoordeel dit blog

22-04-2019

Klik hier om een link te hebben waarmee u dit artikel later terug kunt lezen.

Agregatietoestand

De aggregatietoestand is de fysische staat waarin een gegeven hoeveelheid materie zich bevindt. De overgang van de ene naar de andere aggregatietoestand van materie is een natuurkundig proces onder invloed van temperatuur en druk: er vinden geen chemische veranderingen plaats. Traditioneel worden drie aggregatietoestanden onderscheiden: vaste stof (s) vloeistof (l) gas (g) Bij extreme temperaturen en drukken komen daarbij: plasma (p) Bose-einsteincondensaat (BEC) quark-gluonplasma (QGP) Op aarde komt materie stabiel in de eerste drie aggregatietoestanden voor. Bij lage temperatuur vormt materie een vaste stof, bij stijgende temperatuur (en constante druk) een vloeistof en bij een nog hogere temperatuur een gas. Een plasma komt op aarde kortstondig voor hij het optreden van bliksem. In de natuur kan materie in de vaste aggregatietoestand kristallijn, semikristallijn of amorf voorkomen. Bij de overgang van een aggregatietoestand naar een andere (smelten/stollen; verdampen/condenseren; sublimeren/rijpen) verandert er vanuit scheikundig standpunt niets. Water bijvoorbeeld gaat, bij dalende temperatuur, vanuit de vloeibare aggregatietoestand over in die van (de vaste stof) ijs, en bij stijgende temperatuur in waterdamp. Scheikundig bezien blijft het water hierbij onveranderd: H2O. Voor de entropie (S) van deze aggregatietoestanden geldt er dat Sgas > Svloeibaar > Svast. De gangbare definities van de eerste drie aggregatietoestanden zijn: Een hoeveelheid vaste stof heeft bij een gegeven temperatuur een eigen volume en een eigen vorm. Een hoeveelheid vloeistof heeft bij een gegeven temperatuur een eigen volume, maar neemt de vorm van het vat aan. Een hoeveelheid gas past zowel zijn volume als zijn vorm aan die van het vat aan. De overgang van vaste stof naar vloeistof noemt men smelten, die van vloeistof naar gas verdampen. Andersom wordt de overgang van gas naar vloeistof condenseren genoemd, en van vloeistof naar vaste stof stollen. Deeltjestheorie Bewerken Wanneer de temperatuur stijgt, gaan de moleculen sneller bewegen. Als de temperatuur daalt, gaan de moleculen trager bewegen. Hoe hoger de beweging, des te meer interne energie moleculen bevatten. Voor de vloeibare toestand is meer interne energie nodig dan voor de vaste toestand. De hogere beweging zorgt ook voor meer vibratie in bindingen en bij gassen meer botsingen tussen moleculen. Beide hebben als gevolg dat de materie uitzet. Daarom is een materiaal meestal iets groter van volume (en kleiner van dichtheid) als het warmer is. Bij de overgang naar een aggregatietoestand met lagere interne energie neemt het volume bij de meeste stoffen iets af. Water is hierop een uitzondering: waterijs is lichter dan vloeibaar water. Andere minder bekende aggregatietoestanden zijn plasma, bose-einsteincondensaat ofwel BEC, waarschijnlijk quark-gluonplasma. Plasma wordt vaak de vierde aggregatietoestand genoemd. Hierin zijn de deeltjes van een stof in meer of mindere mate geïoniseerd. Plasma is de fase waarin een stof zo sterk verhit wordt (in de orde van duizenden graden Celsius) dat ze elektrisch geleidend wordt. De elektronen van het atoom bewegen hierbij niet meer rond de kern, maar hebben zoveel energie dat ze als het ware tussen de kernen door bewegen. Dit plasma komt in de natuur voorin het binnenste van sterren, bij het optreden van bliksem, maar ook in gaswolken en het interstellair medium. Plasma wordt in de techniek gebruikt in bijvoorbeeld de elektrische lasboog en in de tl-lamp. Plasma kan onder controle gehouden worden door het in een elektromagnetisch veld te brengen. Het "bose-einsteincondensaat", BEC, is de tegenhanger van plasma en wordt beschouwd als de vijfde aggregatietoestand. Het vormt zich als een stof wordt afgekoeld tot het absolute nulpunt (0 Kelvin of -273,15 °C). Als dit nulpunt zeer dicht is genaderd vallen de atomen van de stof allemaal in dezelfde kwantumfysische fase, waarbij ze één groot superatoom vormen. Iets soortgelijks gebeurt met licht in een laser. Net als plasma is BEC recent tot stand gebracht in een laboratorium. Deze aggregatietoestand komt in de natuur voor in het binnenste van neutronensterren. Quark-gluonplasma is een fase die bij hoge temperaturen en hoge dichtheid voorkomt. Hoogstwaarschijnlijk kwam deze fase voor tijdens de eerste 20 tot 30 microseconden na de big bang. In augustus 2012 is voor het eerst materie in deze aggregatietoestand gebracht, in het laboratorium ALICE aan het Europees agentschap voor nucleair onderzoek CERN in Zwitserland. De resultaten van dit experiment werden op 13 augustus 2012 voorgesteld op de internationale conferentie 'Quark Matter'], in Washington D.C..

Geef hier uw reactie door