Lucht en luchtdruk

Lucht en luchtdruk

Welkom

Waar gaat deze pagina over?

De lucht om je heen lijkt helemaal niks te wegen, je loopt er makkelijk doorheen. Maar niets is minder waar, om de aarde heen ligt een dikke laag lucht van meer dan 10 kilometer. Het gewicht van deze luchtlaag en de kracht die dit gewicht uit oefent noemen we de luchtdruk, verschillen in de luchtdruk tussen verschillende plekken kan de oorzaak zijn van extreem weer en andere effecten die in deze wikiwijs worden bekeken.

 

In deze WikiWijs leer je over luchtdruk en hoe je kan merken dat het overal om je heen bestaat. Aan het eind van dit leerarrangement weet je het verschil tussen hoge druk en lage druk, weet je hoe je luchtdruk kan meten en zou je zelfs een paar leuke experimenten kunnen doen met behulp van luchtdruk.

Wat kun je aan het eind van deze les?

Aan het eind van deze les:

Kun je uitleggen wat luchtdruk is.
 

Weet je op welke manieren luchtdruk gemeten wordt.

Weet je wat een hoge druk en een lage druk gebied is en wat het betekent voor het weer.

Instaptoets

Toets: Oefenvragen

Start

Lesmateriaal

De hele planeet is bedekt met dikke laag lucht die we de atmosfeer noemen. Je kan het je voorstellen als een soort 'oceaan' van lucht die meer dan 15 kilometer diep is. De atmosfeer wordt steeds dunner naarmate je verder weg van de aarde gaat, maar de totale massa van de lucht komt neer op meer dan 10 ton per vierkante meter! De reden dat je niet verpletterd wordt komt doordat de druk alle kanten op werkt en je lichaam tegen deze druk aan duwt. Je kan het voorstellen als twee olifanten die allebei even hard tegen een dunnen glazen plaat duwen. Zolang ze op dezelfde plekken aan beide kanten van de ruit even hard duwen, gaat het niet stuk.

 

Hieronder zie je een demonstratie van een proef waarbij luchtdruk wordt aangetoond. Probeer je voo te stellen hoe deze proef zou gaan als er geen luchtdruk zou zijn, zoals in een vacuüm.

Luchtdruk demonstratie

Luchtdruk kan worden gemeten met een zogenaamde barometer, deze meet met hoeveel kracht de atmosfeer op alles drukt. De formule van druk is \(P = {F \over A}\), dus de kracht gedeeld door het oppervlak. Kracht wordt in Newton gemeten, een massa van een kilo duwt met een kracht van 9,81 newton naar beneden om je een idee te geven. Oppervlakte meten we in vierkante centimeter, meter of zelfs kilometer.

Als iets met 100 newton op een heel klein oppervlakte drukt, zoals een spijker, is de druk groter dan een kracht van 100 newton op een groot oppervlak zoals bijvoorbeeld je hand. Dit is waarom je met dezelfde kracht een spijker door voorwerpen heen krijgt waar je niet met je hand doorheen komt.

 

De eenheid van druk is pascal (Pa), 1 pascal is hetzelfde als een newton per vierkante meter. De luchtdruk op zeeniveau is 101,325 Pascal, dit wordt ook 1 atmosfeer genoemd.
Een veelgebruikte eenheid van luchtdruk is de bar, 1 bar is hetzelfde als 100 000 pascal. De eenheid bar wordt vaak gebruikt bij het controleren van de druk in banden of in ketels voor warm water zoals bij een cooker of een boiler.

Bij het weerbericht hebben ze ook wel eens over gebieden met hoge druk en gebieden met lage druk. Als het zonnig en warm is wordt de luchtdruk vaker hoger, bij slecht en donker weer wordt de luchtdruk lager. Als er een hogedruk gebied aankomt betekent het vaak dat er goed weer op komst is, probeer er de volgende keer op te letten bij het weerbericht! Lucht stroomt van gebieden met hoge druk naar gebieden met lage druk, dit verschijnsel ken je waarschijnlijk ook wel als wind.

Oefenmateriaal

Probeer zelf de proef uit die onder het kopje lesmateriaal staat! Hierdoor krijg je een beter idee van het concept luchtdruk.

Hieronder staan een paar oefeningen

Demonstratie met vragen tussendoor
In deze (Engelstalige) video zie je een interessante demonstratie die je zelfs thuis uit zou kunnen voeren, op een paar punten in deze video worden multiple choice vragen gesteld om je kennis op de proef te stellen.

Op een plek met een hoge druk, heeft de lucht een hogere dichtheid. In de kennisclip hieronder leg ik het concept luchtdruk uit.

Zoals je in de kennisclip kan zien heeft iets met een grotere dichtheid, maar dezelde grootte meer massa. In een hogedruk gebied bevindt zich lucht met een grotere dichtheid die dus ook meer weegt. Omdat natuurkrachten elkaar vaak balanceren stroomt de lucht dan ook van het hogedruk gebied naar het lagedruk gebied. Dit verschijnsel heet wind!

De dichtheid van lucht wordt vaak met een barometer gemeten. De eerste barometers bestonden uit een buis die van boven open was met een vloeistof er in. Als de lucht er harder op duwt omdat de dichtheid groter is, daalt het niveau van de vloeistof in de buis, dit kun je makkelijk aan de buitenkant met strepen aangeven. Hieronder zie je een foto van zo'n oude barometer.

Een ouderwetse barometer
Een ouderwetse barometer

Extra: verdiepend materiaal

Als je nog een beetje wilt oefenen met het concept luchtdruk, is hieronder een link naar een virtuele demonstratie in PHET. Hier kun je de luchtdruk in een afgesloten doos veranderen door dingen zoals de hoeveelheid gas, de temperatuur en andere factoren aan te passen. Het is handig om rechtsboven de verschillende meters aan te zetten om beter te zien wat er gebeurt.

 

 

Extra: remediërend materiaal

Hier kun je nog een keer oefenen met de verschillende concepten die voorkomen in dit hoofdstuk als je een opfrisser kan gebruiken.

Eindtoets

Evaluatie

Bronnen

Bronnen:

Alkemade, F., Kan, F., Lenders, L., Michon, S., Molin, F., Tromp, R., Verhagen, P. (2020) Nova 2 Havo natuurkunde (5e editie). Malmberg.

 

Gas properties by PHET
https://phet.colorado.edu/en/simulations/gas-properties

 

What is air pressure: egg demonstration

https://www.youtube.com/watch?v=TKMKKOV7xhM&t=331s

 

How to make a train tanker implode | Mythbusters

https://www.youtube.com/watch?v=E5pljUJ6b1k

 

Air pressure
EDpuzzle

 

  • Het arrangement Lucht en luchtdruk is gemaakt met Wikiwijs van Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt, maakt en deelt.

    Auteur
    Stijn Leijnse
    Laatst gewijzigd
    2021-11-07 21:20:05
    Licentie

    Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding 4.0 Internationale licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding vrij bent om:

    • het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat
    • het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
    • voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.

    Meer informatie over de CC Naamsvermelding 4.0 Internationale licentie.

    Aanvullende informatie over dit lesmateriaal

    Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar:

    Toelichting
    Een korte oefening met het concept luchtdruk en ideeën voor simpele practica die je thuis kan doen
    Eindgebruiker
    leerling/student
    Moeilijkheidsgraad
    gemiddeld
    Trefwoorden
    lucht luchtdruk barometer hogedruk lagedruk

    Bronnen

    Bron Type
    Luchtdruk demonstratie
    https://youtu.be/TKMKKOV7xhM     		Video
    Demonstratie met vragen tussendoor
    https://edpuzzle.com/media/600eea0f43cb3c425c0e8c17     		Link

  • Downloaden

    Het volledige arrangement is in de onderstaande formaten te downloaden.

    Metadata

    LTI

    Leeromgevingen die gebruik maken van LTI kunnen Wikiwijs arrangementen en toetsen afspelen en resultaten terugkoppelen. Hiervoor moet de leeromgeving wel bij Wikiwijs aangemeld zijn. Wil je gebruik maken van de LTI koppeling? Meld je aan via info@wikiwijs.nl met het verzoek om een LTI koppeling aan te gaan.

    Maak je al gebruik van LTI? Gebruik dan de onderstaande Launch URL’s.

    Arrangement

    Oefeningen en toetsen

    Oefenvragen

    IMSCC package

    Wil je de Launch URL’s niet los kopiëren, maar in één keer downloaden? Download dan de IMSCC package.

    QTI

    Oefeningen en toetsen van dit arrangement kun je ook downloaden als QTI. Dit bestaat uit een ZIP bestand dat alle informatie bevat over de specifieke oefening of toets; volgorde van de vragen, afbeeldingen, te behalen punten, etc. Omgevingen met een QTI player kunnen QTI afspelen.

    Versie 2.1 (NL)

    Versie 3.0 bèta

    Voor developers

    Wikiwijs lesmateriaal kan worden gebruikt in een externe leeromgeving. Er kunnen koppelingen worden gemaakt en het lesmateriaal kan op verschillende manieren worden geëxporteerd. Meer informatie hierover kun je vinden op onze Developers Wiki.

  • Gebruik
    Weergave
  • Wikiwijs is een dienst van