De molecuulmassa van een watermolecuul is 18u. Dit is gelijk aan 18 · 1,66054·10-27 = 2,98897·10-26 kg. Invullen in bovenstaande formule geeft
v = √[6,07106·10-21 / ½·2,98897·10-26]
v = 637,362 ms-1
Afgerond is dit 6,4·102 ms-1.
Opgave c
Als we T = 0 K invullen in Ekin,gem = 3/2 · kB · T komen we op een kinetische energie J van 0 J. De snelheid is dan dus ook 0 ms-1. Dit klopt met de klassieke theorie: Bij het absolute nulpunt staan de moleculen stil.
Opgave d
Bij een bepaalde temperatuur hoort een bepaalde gemiddelde snelheid. Er zullen moleculen die sneller dan dit gemiddelde bewegen en moleculen die langzamer dan dit gemiddelde bewegen. Bij het absolute nulpunt is er wat raars aan de hand: Er kunnen namelijk wel moleculen zijn die sneller bewegen dan 0 ms-1 maar géén moleculen die langzamer bewegen. Als er moleculen zijn die sneller bewegen dan 0 ms-1 is de gemiddelde snelheid niet meer 0 ms-1. De bijdrage van molecuul sneller dan 0 ms-1 zal namelijk nooit gecompenseerd kunnen worden door een bijdrage molecuul langzamer dan 0 ms-1. Bij een gemiddelde snelheid van 0 ms-1 is er dus ook geen spreiding meer in de grootte van de snelheid. Alle moleculen hebben een snelheid van 0 ms-1.
Opgave e
De onzekerheidsrelatie van Heisenberg luidt
Δx·Δp ≥ h/4π
Dit betekent dat de onzekerheid in de impuls (Δp) nooit nul kan worden. Aangezien p = m·v betekent dit dat de onzekerheid in snelheid ook nooit nul kan worden. Er zit altijd een onzekerheid in de snelheid en het is onmogelijk om precies de snelheid van een deeltje te kennen. Dit klopt niet met het antwoord op de vorige vraag. Hier was de snelheid van de deeltjes namelijk precies 0 ms-1. Het onzekerheidsprincipe van Heisenberg zegt dus dat het absolute nulpunt nooit bereikt zal kunnen worden. Er zal altijd een kleine hoeveelheid energie overblijven. Deze energie wordt de nulpuntsenergie genoemd.
Vraag over opgave "Nulpuntsenergie"?
Hou mijn naam verborgen voor andere bezoekers
Sorry
: (
Als je een vraag wil stellen moet je eerst inloggen.
Eerder gestelde vragen | Nulpuntsenergie
Op zondag 21 apr 2024 om 19:56 is de volgende vraag gesteld Hoi! ik snap opdracht A niet waarom wordt die constante va boltzmann opeens gebruikt? heb die nog niet eerder voorbij zien komen want bij de wet van stefan boltzmann ging het over lichtkracht en intesiteit toch?
Erik van Munster reageerde op zondag 21 apr 2024 om 20:57 Is inderdaad verwarrend. De constante van Boltzmann en de constante van Stefan-Boltzmann zijn twee verschillende dingen die niks met elkaar te maken hebben. Deze opgave gaat inderdaad niet over lichtkracht.
Constante van Boltzmann is geen examenstof en hoef je niet te kennen. Vandaar dat hier in deze opgave staat uitgelegd welke formule en constante je moet gebruiken)
Op dinsdag 20 mrt 2018 om 16:09 is de volgende vraag gesteld Viel me al op dat het antwoord tegenstrijd was. Dank voor de toelichting dat dat inderdaad klopte. Maar welk antwoord moet je geven indien je één van deze twee vragen krijgt op een examen. Dat de snelheid nul is, maar ook weer net niet, maar dat de snelheid zo dusdanig klein is dat hij niet te meten valt. Of moet je zeggen dat de snelheid nooit 0 kan worden?
Erik van Munster reageerde op dinsdag 20 mrt 2018 om 16:22 Hangt (uiteraard) ervan af hoe de vraag precies gesteld wordt maar je kunt antwoorden:
"Klassiek gezien staan de moleculen stil bij T = 0 K maar volgens de quantumtheorie kan dit niet kloppen. Kennelijk houdt de formule géén rekening met quantum-effecten en geldt dus niet bij hele lage temperaturen."
