Samenvatting · NaSk1 · mavo 1 Lucht, druk en meten

Lucht, druk en meten

Lucht is een mengsel van gassen

Lucht is doorzichtig, geurloos en smaakloos. Toch is er overal om ons heen lucht. Lucht is een mengsel van gassen: verschillende gassen zitten door elkaar.

• Bij het verbranden van aardgas is zuurstof nodig.
• Daarbij ontstaan verbrandingsgassen: waterdamp en koolstofdioxide.
• Waterdamp kun je aantonen doordat een koud bekerglas beslaat. De waterdamp koelt af en condenseert: hij verandert in kleine waterdruppels.
• Koolstofdioxide kun je aantonen met kalkwater. Helder kalkwater wordt troebel als er koolstofdioxide doorheen wordt geleid.

Rond de aarde zit een laag lucht. Die heet de dampkring of atmosfeer. Buiten de atmosfeer is vrijwel geen lucht. Zo’n luchtledige ruimte heet een vacuüm.

Luchtdruk en tegendruk

Lucht heeft massa. Alle lucht boven je hoofd heeft samen een groot gewicht. Daardoor duwt lucht op alles op aarde. Deze druk heet luchtdruk of atmosferische druk.

Je merkt luchtdruk bijvoorbeeld aan je oren als je snel stijgt of daalt, bijvoorbeeld in een lift.

De luchtdruk werkt vanuit alle kanten, dus niet alleen van bovenaf.

• In een afgesloten ruimte met lucht is er ook druk aan de binnenkant.
• Deze druk van binnen heet tegendruk.
• Als luchtdruk en tegendruk even groot zijn, blijft alles in evenwicht.

Bij de proef met de Maagdenburgse halve bollen wordt de lucht tussen twee halve bollen weggepompt:

Ook je longen bevatten lucht. De lucht in je longen zorgt voor tegendruk. Daardoor wordt je borstkas niet door de luchtdruk ingedrukt.

Luchtdruk meten met een barometer

Met een barometer meet je de grootte van de luchtdruk. In een veelgebruikte barometer zit een metalen doosje waar de lucht grotendeels uit is gepompt. Een sterke veer voorkomt dat het doosje helemaal plat wordt gedrukt.

• Bij een grotere luchtdruk wordt de bovenkant van het doosje naar beneden gedrukt.
• Bij een kleinere luchtdruk beweegt de bovenkant omhoog.
• Deze beweging gaat via een mechanisme naar een wijzer.
• De wijzer geeft de luchtdruk aan op een wijzerplaat.

De eenheid van druk is de pascal met symbool Pa. In het weerbericht gebruik je meestal hectopascal, met symbool hPa.

De gemiddelde luchtdruk op zeeniveau is ongeveer 1013 hPa.

• 970 hPa is een erg lage luchtdruk.
• 1050 hPa is een erg hoge luchtdruk.
• Op weerkaarten wordt ook millibar gebruikt: $1\text{mbar}=1\text{hPa}$.

Een hogedrukgebied is een gebied met hoge luchtdruk. Daar is het meestal mooi weer. Een lagedrukgebied heeft lage luchtdruk. Daar is het weer vaak wisselvallig, met wind en regen.

Hoogte en luchtdruk

Hoe hoger je komt, hoe kleiner de luchtdruk wordt. Dat komt stap voor stap:

Op 5,5 km hoogte ligt ongeveer de helft van de atmosfeer onder je. De luchtdruk is daar ongeveer de helft van de luchtdruk op zeeniveau.

Op grote hoogte is de lucht ijler. In 1 liter lucht zit dan minder zuurstof. Je gaat sneller ademhalen en je hart gaat sneller kloppen om genoeg zuurstof te krijgen. Toch bevat je bloed minder zuurstof dan op zeeniveau. Daardoor kun je hoogteziekte krijgen. Langzaam stijgen helpt. Bij een levensgevaarlijke vorm moet iemand snel afdalen.

Wind en luchtdruk

Lucht stroomt van een gebied met hoge luchtdruk naar een gebied met lage luchtdruk. Daardoor ontstaat wind.

De aarde draait om haar as. Daarom waait wind niet rechtstreeks van een hogedrukgebied naar een lagedrukgebied. De wind buigt af en waait rond hoge- en lagedrukgebieden.

De kracht van de wind geef je aan met de schaal van Beaufort.

Massa, volume en dichtheid meten

De massa zegt hoeveel stof een voorwerp bevat. Je meet massa met een weegschaal in gram (g) of kilogram (kg).

Het volume is de ruimte die een voorwerp of stof inneemt.

• Vloeistoffen meet je met een maatcilinder in liter (L) of milliliter (mL).
• Bij het aflezen kijk je op ooghoogte naar het vlakke deel van de vloeistofspiegel.
• $1\text{L}=1{\text{dm}}^3$
• $1\text{mL}=1{\text{cm}}^3$

Van een rechthoekig voorwerp bereken je het volume met:

Hierbij is $V$ het volume, $l$ de lengte, $b$ de breedte en $h$ de hoogte.

Bij een onregelmatig voorwerp gebruik je de onderdompelmethode. Je leest eerst de beginstand van het water af. Daarna dompel je het voorwerp helemaal onder en lees je de eindstand af.

De dichtheid vertelt hoeveel massa er in een bepaald volume van een stof zit.

De eenheid is vaak g/cm³. Aluminium heeft bijvoorbeeld een dichtheid van 2,7 g/cm³. Staal heeft een dichtheid van ongeveer 7,8 g/cm³. Daarom is een even groot blokje aluminium lichter dan een blokje staal.