Wat is perslucht?
Perslucht bevindt zich overal om ons heen, maar wat is het precies? Laten we kennismaken met de voordelen van perslucht en de elementaire werking van een compressor.
Zoek in de Perslucht-wiki
De structuur en de verschillende stadia van materie
Om inzicht te krijgen in de werking van perslucht, kom je met een basisintroductie in natuurkunde een heel eind. Om te beginnen leggen we de structuur van materie uit. In het tweede deel leert u meer over de vier verschillende toestanden van materie en de moleculen daarvan.
Waar is materie van gemaakt?
Alle materie, in gasvormige, vloeibare dan wel vaste vorm, bestaat uit atomen. Atomen zijn dus de elementaire bouwstenen van materie, hoewel ze bijna altijd onderdeel uitmaken van een molecuul. Een molecuul is een aantal atomen gegroepeerd met andere atomen van dezelfde of een andere soort. Atomen bestaan uit een dichte kern die bestaat uit protonen en neutronen, omgeven door een aantal kleine, lichte en zeer snel draaiende elektronen. Er bestaan andere bouwstenen; deze zijn echter niet stabiel. Al deze deeltjes worden gekenmerkt door vier eigenschappen:
- hun elektrische lading
- hun rustmassa
- hun mechanische momentum
- hun magnetische momentum
Het aantal protonen in de kern is gelijk aan het atoomnummer van het atoom. Het totale aantal protonen en het aantal neutronen is ongeveer gelijk aan de totale massa van het atoom, aangezien elektronen bijna geen massa toevoegen. Deze informatie kan worden gevonden in het periodiek systeem. De elektronenmantel bevat evenveel elektronen als er protonen in de kern zitten. Dit betekent dat een atoom in het algemeen elektrisch neutraal is.
De Deense natuurkundige Niels Bohr presenteerde in 1913 een model van de opbouw van een atoom. Hij demonstreerde dat atomen alleen kunnen voorkomen in een zogenaamde stationaire toestand en met een bepaalde energie. Als het atoom verandert van de ene energietoestand in de andere, wordt een stralingsquantum uitgestoten. Dit staat bekend als een foton. Deze verschillende overgangen manifesteren zich in de vorm van licht met verschillende golflengten. In een spectrogram verschijnen ze als lijnen in het lijnenspectrum van het atoom.
Wat zijn de vier fasen van materie?
Atomen die worden samengehouden door chemische binding heten moleculen. Deze zijn zo klein dat 1 mm3 lucht bij atmosferische druk ca. 2,55 x 1016 moleculen bevat. In beginsel kan alle materie bestaan in vier verschillende toestanden:
- de vaste toestand
- de vloeibare toestand
- de gasvormige toestand
- de plasmatoestand
In de vaste toestand zijn de moleculen dicht opeengepakt in een rasterstructuur met sterke binding. Bij temperaturen boven het absolute nulpunt komt er enige mate van moleculaire beweging op gang. In deze toestand is er een trilling rondom een evenwichtspunt, die sneller wordt naarmate de temperatuur stijgt. Wanneer een stof in vaste toestand zodanig wordt verwarmd dat de beweging van de moleculen niet meer kan worden voorkomen door het starre rasterpatroon, breken ze los. De stof smelt en wordt omgezet in een vloeistof. Als de vloeistof verder wordt verwarmd, wordt de binding van de moleculen volledig verbroken en wordt de vloeibare stof omgezet in een gasvormige toestand, die zich in alle richtingen uitzet en zich vermengt met de andere gassen in de ruimte. Wanneer gasmoleculen worden afgekoeld, verliezen ze hun snelheid en binden ze zich weer aan elkaar: condensatie. Maar als gasmoleculen verder worden verwarmd, vallen ze uiteen in afzonderlijke subdeeltjes en vormen ze een plasma van elektronen en atoomkernen.
Gerelateerde artikelen
Het meten van druk, temperatuur en thermische capaciteit
Om inzicht te krijgen in de werking van perslucht, kom je met een basisintroductie in natuurkunde een heel eind. We definiëren de fysische eenheden voor het meten van druk, temperatuur en thermische capaciteit. Lees meer.
Het meten van arbeid, vermogen en volumedebiet
Om inzicht te krijgen in de werking van perslucht, kom je met een basisintroductie in natuurkunde een heel eind. Laten we eens kijken naar de fysische eenheden voor het meten van arbeid, vermogen en volumedebiet. Lees meer.