Afsluttende prøver. Fysik 9.a

Transkript

1 Klasse: Navn: Elevnummer: Mundtlig prøve: Afsluttende prøver Fysik 9.a Eksaminator: Censor: Dato : Claus Møller Bæk Lars Alexanderson Tirsdag d. 6. juni 2011 og Onsdag d. 7. juni 2011

2 Klasse: Navn: Elevnummer: Hvordan forbereder jeg mig bedst muligt til mundtlig prøve? Start i god tid (lav eventuelt en studiegruppe) Planlæg eksamenslæsningen. Sæt nogle mål. Stikordslisten giver et overblik over de ting det forventes at du kan. Lær nogle klumper som du kan fortælle om. Vær opmærksom på at forskellige emner godt kan hænge sammen. Stil kritiske spørgsmål til hinanden med henblik på bedre forståelse. Træn forsøgene der lægges meget vægt på. o Formål Hvorfor laver vi forsøget o Udførelse behandling af kemikalier/apperatur o Konklusion lykkes forsøget passer det o Databehandling o Brug Excel på computeren Øv dig i at vælge forsøg ud. Lav forsøgene og forklar teori ud fra dem. Vejledning og hjælpemidler til den mundtlige prøve Pak dine ting allerede aftenen før eller om formiddagen Du skal medbringe: Bærbar computer Lommeregner Periodisk system Elektronegativitetstabel Blyant/lineal Forsøgsvejledninger Tekstmaterialer, (teori, forsøg, eksamensmanualer) Notater Læs spørgsmålet grundigt Det er meget vigtigt, at du når meget og folder fysikken ud. Lav en disposition: En række forsøg, du vil lave (Man kan godt forberede en række dispositioner på forhånd)

3 Kemisk & Fysisk grundviden Kemisk og Fysisk grundviden Kende til faget: Kende temaer for året Kende lærerbøger og kilder Kende laboratoriet Kende udstyret Kende sikkerhedsregler Kemiske forbindelser og molekyler: Blandinger Kemiske forbindelser (molekyler) Grundstoffer (atomer) Historisk indsigt: Demokrit- hårde kugler Aristoteles- fire elementer: Vand, jord, luft og ild Dalton- forsøg (molekyler) Thompson- elekronens opdager, rosinbollemodel Rutherford- atomkernens opdager, planetmodel Bohr- stabil model Atomer: Periodisk system: Bestanddele Proton Elektron Neutron Nukleoner Kræfter i atomet- elektriske kræfter/kerne(kort)kræfter Skalmodel Skalopfyldningsregel 2n 2 Atomfysisk skrivemåde Isotoper/Atommasse Atomnummer Perioder/skaller Hovedgrupper Metallinje Markering for radioaktivitet Elektropositive stoffer Elektronegative stoffer Tegning af atomer med skalmodellen Tegning af atomer med prikmodellen Kende 23 atomer H, He, Li, C, N, O, F, Na, Mg, Al, P, S, Cl, K, Ca, Fe, Ni, Cu, Zn, Ag, Au, Hg, Pb Side 3

4 Kemisk & Fysisk grundviden Molekyler: Kemiske bindinger Elektronnegativitet Atombindinger Polære atom bindinger Ionbindinger Endoterm/Exoterm Dissiocering Tegning af molekyler med skalmodel Tegning af molekyler med prikmodel Tegning af molekyler med stregmodel Bygge med molekylebyggesæt Enkeltbindinger Dobbeltbindinger Tripelbindinger Navngivning; id-, at-, talreglen Modellernes begrænsninger når skalmodel kun kan forklare enkeltbindinger Orbitalmodeller Simple ioner Sammensatte ioner Følgende molekyler skal kunnes Atombindinger H 2, O 2, I 2, Cl 2, F 2, N 2, CH 4 Polære atombindinger H 2 0, NH 3, CO 2, HCl Ionbindinger NaCl, LiCl, KCl NaOH, KOH, H 2 SO 4, HNO 3 Side 4

5 Emne 1 EMNE 1: Miljøkemi- Syrer, baser & salte Litteratur: Ny prisma- s. 8-23: Det sure, det salte, det basiske Ny Prisma- s : Der er noget i luften Ny Prisma- s : Jordens salte Ioner: Positive og negative ioner Simple og sammensatte ioner Iongitter Opløsning/nedbrydning af iongitter Syrer: Bestanddele Syre = H + + syrerestion Kendetegn ph < 7, lakmus rød Stærke syrer: HCl, H 2 SO 4, HNO 3 Svage syrer: H 2 CO 3,H 3 PO 4, CH 3 COOH Dissociering Syrestyrke, ligevægt ved svage syrer (eddikesyre) Baser: Bestanddele Metalion + OH - Kendetegn ph > 7, lakmus blå Stærke baser: NaOH, KOH, Svage baser: Ammoniakvand NH 3 (NH 4 OH), Ca(OH) 2 Salte af carbonater er basiske- men følger ikke ovenstående definition, f.eks. Na 2 CO 3 Dissociering Salte: Bestanddele Metalion + Syrerestion Kendetegn ph ca. 7 Iongitter Opløsning af iongitter: Vand, varme Mol: ph-begrebet: Molbegrebet Avogadros tal 6,023 * ph-værdi Indikatorer Indikatorpapir Indikatorstave Fortynding/ logaritmisk skala Side 5

6 Emne 1 Elektrolyse: Strømforsyning + pol, - pol Kredsløb Elektrolysekar Hvad sker der ved pluspolen? Hvad sker der ved minuspole? Endoterme og exoterme processer med udgangspunkt i kemisk binding. Hydrogenprøven- hydrogens kendetegn Chlorprøven- chlors kendetegn Drypsten: Aflejring af kalk (CaCO 3 ) Kuldioxid + vand = kulsyre Kulsyre + Calciumcarbonat = Calciumhydrogencarbonat Tryk (når trykket falder aflejres kalken -CO) Drypstens farve Neutralisation: Syre + base -> vand + salt Omslagspunkt Forskellige syrebase/ligninger Navngivning af salte Miljøkemi: Fotosyntesen: 6CO 2 + 6H 2 O -> C 6 H 12 O 6 + 6O 2 Forbrændingsligning: Organisk materiale + O 2 ->CO 2 + H 2 O Fuldstændig forbrænding Ufuldstændig forbrænding - (hvad er en kulilte forgiftning?) Atmosfærens sammensætning Dannelse af NO x `er Hvordan virker en bils katalysator Kuldioxidprøven kuldioxids kendetegn Hvordan virker et kraftværk Fossile brændstoffer: Kul/olie Dannelse af svovldioxid, svovlsyrling Dannelse af svovltrioxid, svovlsyre Syreregn Snox-anlæg Drivhuseffekt Danmarks klimamål Side 6

7 Emne 1 FORSØG, emne 1: Måling af ph-værdi Lakmusprøve Fiksersalt og elektrisk strøm Elektrolyse af saltsyre Titrering af HCl med NaOH Titrering af H 2 SO 4 med NaOH Atmosfærisk luft indeholder kuldioxid Udåndingsluft indeholder kuldioxid (koncentration/reaktionshastighed) Fremstilling og analyse af H 2, O 2, Cl 2 og CO 2 Analyse af væsker vha. chloridprøven. Side 7

8 Emne 2 EMNE 2: Litteratur: Elektricitet og magnetisme Ny prisma- s : Når felter forandres Magnetisme Emnehæfte DR VidenOm Polvending Tillægsnoter af Claus Permanent magnetisme: Naturlige magnetiske stoffer; Magnetjernsten Fe 3 O 4 Hvilke stoffer kan blive magnetiske: Fe, Ni, Co og Ga Stangmagnet: Nordpol, Sydpol Er den magnetiske kraft lige stor overalt på en magnet? Frastødning og tiltrækning Jordmagnetisme Geografisk nordpol og sydpol Magnetisk nordpol og sydpol Kompas misvisning Inklinationsnål Magnetfeltet omkring en stangmagnet Model af magnetisme småmagneter Magnetisering af en løvsavsklinge Afmagnetisering (hammer, temperatur, vekselstrøm) Nordlys, solvind, Van Allen bælter Permanente magneters anvendelse Feltlinjerne bevæger sig fra nord til syd udenfor magneten. Curiepunkt for jern. Permanente og midlertidige magneter AlNiCo Elektricitet Spænding U [V] Volt Voltmeter Strømstyrke I [A] Ampere Amperemeter Modstand/resistans R [Ω] Ohm Ohms lov: U = R*I Spænding og strømstyrke er ligefrem proportionale Serieforbindelse Parallelforbindelse Kredsløb Symboler: Jævnstrøm, vekselstrøm, pære, modstand, amperemeter, voltmeter Side 8

9 Emne 2 Elektromagnetisme Spole + strøm = elektromagnet Gribereglen ( polbestemmelse) Elektromagnetens afhængighedsfaktorer: Strøm(spænding), vindinger, jernkerne Anvendelse af elektromagneter Det magnetiske felt omkring en ledning Højrehåndsreglen (tommelfinger/lillefingerregel) Magnetfeltet i og omkring en spole (elektromagnet) Induktion/vekselstrøm: Konservativ spole Dannelse af en induktionsstrøm Induktionsstrømmens retning (gribereglen) Induktionsstrømmens afhængighedsfaktorer: Vindinger, fart, styrke, jernkerne Vekselstrømskurven: periode T= 0,02 sek. giver en frekvens f = 50 Hz Maximalspænding og effektivspænding U max = 2 * U effektiv I max = 2 * I effektiv Ensretning, dioder Dobbelt ensretning, brokobling 3-faset vekselstrøm U Fase-Fase = 3 * U 0-Fase I Fase-Fase = 3 * I 0-Fase Elektrisk energi: Energiligning, Joules lov E = U*I*t Effektligning P = U*I Ws Wh KWh Nyttevirkning wattsekund = 1 Joule Watttime Kilowatttime Side 9

10 Emne 2 Transformation: Elektromagnetisk princip Induktionsprincip DER LØBER INGEN STRØM I TRANSFORMERENS JERNKERNE DER LØBER ET MAGNETFELT Primær spole Sekundær spole Spændingsligningen Transformerligningen P p = P s U p * I p = U s * I s Transformatorstationer, højspænding, lavspænding Elværket: Atomkraftværk: FORSØG, emne 2: Energikilde: Vind, vand, kul, olie, atomkraft Turbine Generator Transformator Drivhuseffekt (CO 2 ) Syreregn (SO 2,SO 3 ) Fission (U-235,U238, beriget Uran) Moderator Kontrolstænger Engergifremførsel En stangmagnets magnetfelt/feltlinier Hvilke stoffer kan en magnet tiltrække Hvilke stoffer kan svække den magnetiske kraft Polbestemmelse af indpakkede magneter Lav en elektromagnet af isoleret kobbertråd og et søm Magnetfeltet omkring en elektromagnet Polbestemmelse på en elektromagnet Elektromagnetens styrke (afhængighedsfaktorer) Fremstil en induktionsstrøm Induktionsstrømmens retning Fremstil en vekselstrømsgenerator med en spole Fremstil en vekselstrømsgnerator med tre spoler Undersøg spændingsligningen Undersøg transformerligningen Side 10

11 Emne 3 EMNE 3: Atom- og kernefysik. Litteratur: Ny prisma 9 s : Partikler med fart på Ny Prisma Plus- s. 6-15: Kerneenergi Atommodeller: 2 græske filosoffer, der levede før Kr. Aristoteles Teorien om de fire elementer (Ild, jord, luft og vand) Demokrit Bruger ordet atom = udelelig Aristoteles opfattelse er fremherskende op til 19. Århundrede Dalton-Laver forsøg (emperi) bruger betegnelsen molekyler Thompson- Laver forsøg opdager elektronen MODEL: ROSINBOLLEMODELLEN Rutherford- Laver forsøg opdager atomkernen MODEL: PLANETMODELLEN Bohr- Forklarer atomets lysudsendelse (liniespektre) og stabilitet med sin model. MODEL: BOHRS ATOMMODEL Atomets opbygning : Positiv kerne negativt elektronsystem Elektroner: Ladning -1, vægt 1/1836 u Protoner: Ladning +1, vægt 1u Neutroner: Ladning 0, vægt 1u Atomets opbygning Lige mange protoner og elektroner Forklaring af det periodiske system Perioder skaller huse & skalopfyldningsregel 2n 2. Hovedgrupper Metal- ikke metaller Markering for radioaktivitet Side 11

12 Emne 3 Nuklidkort: Nuklider atomkerner Isotoper: Samme antal protoner Z-tal ligger på samme vandret akse Isotoner: Samme antal neutroner N-tal ligger på samme lodret akse Isobarer: Samme antal nukleoner A-tal - skrå Forklaring af vægttallet i det periodiske system: (Brug chlor som eksempel) Nuklidkortets opbygning. x-akse = antal neutroner y-akse = antal protroner Sort: Stabilitetslinie Blå: Rød: β - radioaktivitet (betaminusradioaktivitet) - elektroner β + radioaktivitet (betaplusradioaktivitet) positroner Grøn: α radioaktivitet (alfaradioaktivitet) heliumkerner Gul: ε proces: K-indfangning (samme type som betaminusradioaktivitet) γ-radioaktivitet: (Elektromagnetisk stråling, gammafotoner, gammakvanter) Henfaldstider Side 12

13 Emne 3 Radioaktivitet: Hovedregel Alle fysiske og kemiske systemer stræber efter den lavest mulige energi. a. Derfor smelter is hvis temperaturen er højere end frysepunktet b. Derfor falder en sten ned hvis den kastes ud fra et tårn c. Derfor sker der kemiske reaktioner (elektronsystemet) d. Derfor sker der radioaktive processer (atomkernen) Elektromagnetisk strålingb (lys, IR og UV) opstår ved energiovergange i elektronsystemet (Bohrs atommodel) Derfor er der forskellig lysudsendelse, når det samme atom optræder i forskellige kemiske forbindelser, idet elektrosystemet herved forandres. Radioaktiv stråling (α, β -, β + og γ) opstår ved energiovergange og forandringer i atomkernen. Derfor er den radioaktive stråling den samme uanset hvilken kemisk forbindelse atomet indgår i α, β -, β + kaldes partikelstråling γ- stråling kandes elektromagnetisk stråling Den radioaktive stråling er i stand til at støde elektroner væk fra stoffer. Derfor kaldes den ioniserende stråling Baggrundsstråling: Hvor kommer baggrundstrålingen fra? Måleenheden Sievert Baggrundsstrålingen i DK Side 13

14 Emne 3 Forskellige typer stråling: Klassifikation: a. Bestanddel b. Hvor opstår den c. Kerneproces d. Farve i nuklidkort e. Afbøjning i elektrisk felt f. Rækkevidde g. Gennemtrængelighed h. Gang i nuklidkortet Alfastråling a. Består af helium kerner b. Opstår ved nuklider (atomkerner der vejer for meget). Det betyder at neutronerne har svært ved at holde sammen på kernen. Den må på slankekur og udsender derfor heliumkerner 4 He 2 A Z A 4 4 c. x Z 2 y 2He( ) d. Alfaradioaktive stoffer er grønne i nuklidkortet e. Alfapartikler afbøjes langsomt hen mod minus i et elektrisk felt, da de er tunge og positive. f. Alfapartikler standses af ca. 1-2 cm luft. De er farlige at få ind i kroppen. g. Alfapartikler standses af et par stykker papir h. To tilbage og to ned Betaminusstråling a. Består af elektroner b. Opstår ved nuklider der har for mange neutroner. I nuklidkortet ligger de under den sorte stabilitetslinie c. En neutron omdannes til en proton og en elektron 1 0 n 1 1 p 0 1 e A Z x A Z 1 x 0 1 e d. Betaminusradioaktive stoffer er blå i nuklidkortet e. Betaminuspartikler afbøjes hurtigt hen mod plus i et elektrisk felt, da de er lette og negative f. Betaminuspartikler standses af ca. 50 m luft. g. Betaminuspartikler standses af et 1-2 mm. Aluminium (Al) h. En tilbage og en op (en skråt op) Side 14

15 Emne 3 Betaplusstråling a. Består af positroner (positive elektroner) b. Opstår ved nuklider der har for mange protoner. I nuklidkortet ligger de over den sorte stabilitetslinie. c. En proton omdannes til en neutron og en positiv elektron 1 1 p 1 0 n 0 1 e A Z x A Z 1 y 0 1 e d. Betamplussradioaktive stoffer er røde i nuklidkortet e. Betapartikler afbøjes hurtigt hen mod minus i et elektrisk felt, da de er lette og positive f. ukendt vi laver ikke forsøg med betaplusstråler g. ukendt vi laver ikke forsøg med betaplusstråler h. En frem og en ned (en skråt ned) K-indfangning a. En K-indfangning (epsilonproces) er ikke en stråling ud af til men en stråling ind i kernen, idet kernen fanger en elektron fra den første skal (K-skallen) b. Opstår ved nuklider der har for mange protoner. I nuklidkortet ligger de over den sorte stabilitetslinie. c. En proton og en elektron omdannes til en neutron 1 1 p 0 1 e 1 0 n x e A 0 A Z 1 Z 1 y d. Epsilonradioaktive stoffer er gule i nuklidkortet e. Ikke relevant f. Ikke relevant g. Ikke relevant h. En frem og en ned (en skråt ned) Side 15

16 Emne 3 Gammastråling a. Består af kortbølget elektromagnetisk stråling (gammafotoner, kvanter) b. Opstår ved nuklider der er anslåede. Når de falder tilbage til grundtilstanden udsendes den overskydende energi som gammafotoner. Gammastråling optræder sammen med alfastråling og betastråling og K-indfang. Man taler om en gammarest. c. Kernen udsender energi A A d. Z x* Z x e. Gammaradioaktive stoffer har ingen speciel farve i nuklidkortet f. Gammastråling afbøjer ikke i et elektrisk felt, da de er elektrisk neutrale. g. Gamma stråler har en rækkevidde på ca. 250 m luft h. Gamma stråler standses af et tykt lag bly (Pb) i. Ingen- da der ikke sker nogen kerneændring Henfald Radioaktive henfaldsrækker ligning og gang i nuklidkortet Halveringstid Kulstof 14 metoden til aldersbestemmelse Kerneenergi Einsteins masse/energiligning E = m*c 2 Kræfter og energi i atomkernen Fissionsprocesser Fusionsprocesser Kontrolleret og ukontrolleret kædereaktion Atomkraftværk Kulfyret kraftværk: Turbine, generator, transformator Kerneraktor Fissilt materiale- brændsel (Uran, beriget uran) Moderator (let vand, tungt vand) Kontrolstænger (Cadmium) Primært og sekundært kredsløb Opbevaring af radioaktivt materiale Forurening fra kernekraftværker Forurening fra kulfyrede kraftværker Drivhuseffekt Fotosyntese/forbrænding Syreregn Side 16

17 Emne 3 Fusionskraftværk Lange udsigter Magnetfelter Solen som fusionsreaktor FORSØG, emne 3: Forsøg med alfa stråler Forsøg med beta stråler Forsøg med gammastråler Forsøg med baggrundsstråling Forsøg med seltin-salt Forsøg med klippestykke Forsøg med terninger og halveringstid Forsøg med kædereaktioner Side 17

18 Emne 4 EMNE 4: Madkemi. Litteratur: Kosmos s : Madens kemi De 3 energikilder: Fedt består af C, H, O Kulhydrat består af C, H, O Protein består af C, H, O, N, S, P Kulhydrat Hvad betyder forstavelserne mono, di og poly? Hvad hedder sukkeret i vindruer? Hvad er den kemiske fællesbetegnelse for sukker? Hvad er den kemiske formel for glucose? Hvad er sammenhængen mellem monosaccharider og disaccharider? Proteiner Proteiner har også et ældre dansk navn. Hvilket? Hvilke mindre dele er proteiner opbygget af? Hvad er essentielle aminosyrer? Fedtstoffer Hvordan er fedtstoffer bygget op? Fedtstoffer er opbygget af stoffet glycerol og nogle syrer. Hvad er fællesbetegnelsen for disse syrer? Hvad er et glycerolmolekyle? Hvad er en fedtsyre? Hvordan inddeler man de forskellige typer af fedt? Hvad er sundt og hvad er knap så sundt Hvad er mineraler? Hvad er vitaminer? Hvad er enzymer? Diverse om kost Hvad skal en sportsdrik give dig? Hvilke vigtige ioner får du igennem mælk? Hvordan laver man brus i en sodavand? På hvilke måder kan man konservere? Hvordan virker et bagepulver? Hvorfor er calcium-ioner, Ca 2+ vigtige i kosten? Hvordan opstår CO2-indholdet i øl? Hvad er et E-nummer? Hvad sker der ved en pasteurisering? Side 18

19 Emne 4 Hvilke stoffer dannes ved gæring? Kartofler er hvide. Hvorfor bliver pomfritter gule eller brune? Hvordan virker gær i en dej? Søg på internettet for at finde forskellen mellem en sportsdrik og en energidrik. Søg på internettet for at finde ud af, hvordan man fremstiller flødekarameller. Undersøg deklarationen på forskellige margariner. Er der farvestoffer i? Er der antioxidanter i? Hvor stort er energi-indholdet? Hvilke stoffer er kroppen opbygget af? Hvad vil det sige, at mælk er pasteuriseret? Hvilke stoffer betegnes med E-numre? Hvilket vitamin fungerer som antioxidant? Hvad er Positivlisten? Hvad sker der ved homogenisering af mælk? 15 Hurtige 1. Formlen for ethanol er C2H5OH 2. En sportsdrik skal indeholde kulhydrater 3. Almindeligt hvidt sukker er et disaccharid 4. Hvad er det moderne navn for æggehvidestoffer? Proteiner 5. Ved pasteurisering af mælk opvarmes mælken til ca. 75 C 6. Proteiner er opbygget af aminosyrer 7. Druesukker er det samme som glucose 8. Mælk indeholder ca. 3-4 % fedt 9. Ved opvarmning af sukker sker der en karamellisering 10. Mineralvand med brus indeholder CO Natron (natriumhydrogencarbonat) har formlen NaHCO Hvilken ion er der mest af i skelettet? Calcium-ioner, Ca Rørsukker er et disaccharid sammensat af ét glucose og ét molekyle fructose 14. Hvad indeholder mest energi? Fedtstoffer 15. Madens energi kan måles i enheden MJ. Hvad betyder MJ? megajoule FORSØG, emne 4: Forsøg 7.1 Spaltning af sukker Forsøg 7.2 Kartofler (2) Forsøg 7.7 Proteiner i mælk Forsøg 7.4 Madolie og magarine Forsøg 7.8 Brusepulver Forsøg 7.11 Farvestoffer i slik Side 19