Als je een vloeistof (bijv. water) verwarmt wordt stijgen de moleculen dan zelf op of alleen hun beweging?

Stel ik plaats een pannetje water op het gasfornuis. Van onder af begint het warmer te worden en van lieverlee is de warmte ook bovenin. Maar is aan te geven hoe dat gebeurt? Ik vermoed dat de geschikte termen daar convectie (verplaatsing van moleculen zelf) en conductie (doorgeven van beweging). Kun je dan bijv. zeggen dat in beginsel de opwarming gebeurt door conductie en daarna steeds meer van convectie of juist net andersom of is het steeds in gelijke verhouding of...?

En zou dat proces heel anders verlopen als je dat doet met bijv. melk of kwik of ...?

Weet jij het antwoord?

/2500

Het beste antwoord

Wanneer je water verwarmt dan gaan de moleculen heftiger bewegen. Ze knallen daarbij harder tegen hun buren aan die op hun beurt weer met méér snelheid van de eerste molecuul vandaan schieten. Hierdoor ontstaat meer ruimte tussen de moleculen dan in koude toestand het geval zou zijn. Er passen dus minder moleculen in dezelfde ruimte. Hierdoor neemt het soortelijk gewicht van dat warme water af t.o.v. het koude water. Het koude water is dus zwaarder. Er vanuit gaande dat je het water van onderen af verwarmt zit het warme, lichtere water dus onder in je pan en het koude, zwaardere water zit bovenin. Dat zwaardere water zal gaan zinken een daarbij het warme water gaan verdrukken. Dat kan geen andere kant op dan naar boven. Het Koudere water zit nu dichter bij de warmtebron en zal dus warmer en weer lichter worden. Het warme water wordt juist kouder en dus weer zwaarder en zal dus op den duur weer gaan zakken. Kort-om: het zijn dus de warme moleculen zelf die omhoog bewegen en de koude die omlaag bewegen. Ik moet nog wel even een opmerking maken over water, kouder dan 4 geraden Celcius. Bovenstaand principe geld voor vrijwel elke vloeistof en gasvormige stof. Maar water is een rare uitzondering: water kouder dan 4 graden krimpt niet, maar zet uit. Het lichter terwijl het afkoelt. Dat is ook de reden dat waterijs zich aan het oppervlak vormt en niet naar de bodem zakt.

Bij verwarming wordt de warmte van het vuur of een andere verhittingsbron, overgebracht naar het koude water. Een vloeistof is opgebouwd door moleculen. Elke stof bevat eigen moleculen en bij water zijn dit de watermoleculen, bij zuurstof zijn het zuurstofmoleculen enz. Anyway...in een vaste stof zijn de moleculen netjes geordend. ze hebben een vaste plaats t.o.v. elkaar en schommelen zo'n beetje om hun evenwichtsstand...ze zijn dus wel in beweging maar hebben weinig intermoleculaire ruimte ertussen. Doordat de moleculen zo dicht op elkaar zitten, zijn er sterke aantrekkingskrachten en vereist het veel kracht om het te breken of veel hitte om het te smelten. Bij vloeistoffen zijn moleculen niet geordend maar liggen niet vast op een plaats. Ze bewegen langs elkaar heen en zwerven door de vloeistof heen. De intermoleculaire ruimtes zijn hier dus groter en de moleculen hebben zo een grotere beweeglijkheid. In de intermoleculaire ruimten zit namelijk niets, dus ook geen lucht. Ze kunnen dus om elkaar heen ook verschuiven en nemen de vorm aan van het vat waarin ze zitten. hebben dus geen vaste vorm. Doordat ze verder van elkaar zitten is de aantrekkingskracht onderling ook minder. Worden moleculen verwarmd, dan gaan ze bewegen...hoe warmer het wordt, hoe sneller ze gaan bewegen. Door beweging ontstaat warmte door alle moleculen heen en dit geldt voor alle stoffen. In een vaste stof gaan ze sneller trillen (omdat ze geen kant op kunnen) maar in een vloeistof gaan ze sneller kriskras door elkaar heen bewegen. Dit heeft tot gevolg dat vaste stoffen en vloeistoffen uitzetten als er warmte ontstaat. Door de bewegingen eisen ze meer ruimte voor zichzelf op. Verhitting begint bij geleiding (conductie). Nemen we een pan water waaronder je de vlam aanzet. Boven de vlam zullen de moleculen het eerst verhit worden en zij gaan bewegen...bij geleiding wordt de energie via botsingen overgedragen tussen moleculen met hogere kinetische energie naar langzamer bewegende buren. Is de kooktemperatuur bereikt, dan zullen alle moleculen heftig bewegen en borrelt het water er zelfs van. Dan ontstaat pas convectie...de massale verplaatsing van moleculen over aanzienlijke afstanden, waarbij de snelste moleculen uit de vloeistof springen. Dit is dan de verdamping van het water. Bij melk is er meer onderlinge aantrekkingskracht tussen de moleculen. Hierdoor blijven ze meer massaal bij elkaar en komt de melk omhoog om uit de pan te raken. Die verdampt dus niet zo snel.

Stel zelf een vraag

Ben je op zoek naar het antwoord die ene vraag die je misschien al tijden achtervolgt?

/100