fasiliteerder: dr. s. swanepoel - up · tor begin en eindig waar die laaste vektor eindig. voltooi...

Fisiese Wetenskappe

Gr.11 Junior Tukkie Somerskool 2019

Fasiliteerder: Dr. S. Swanepoel

Junior Tukkie Somerskool Gr.11 1 Dr. S. Swanepoel (2019)

Fisiese Wetenskappe

Inhoudsopgawe

1 Kragte en Newton se wette 4

2 Molkonsep en stoigiometrie 16

3 Stroombane 29

4 Sure en basisse 42


1 Kragte en Newton se wette

Resultant en komponente

Kragtediagramme: Die kragte op die voorwerp word geteken waar dit inwerk .

⊲ Gewig(Fg) word geteken vanaf die massamiddelpunt.⊲ Kontakkragte: Wrywingskrag(f) en normaalkrag(N) begin/is op d oppervlakte.

Vryeliggaam-diagramme: Die kragte word geteken vanaf die voorwerp (kolletjie) .

F

F

f

g

N

f

N

F

Fg

(Teken slegs Fg OF albei komponente Fg⊥ en Fg||.)

Resultante of netto krag is die vektorsom van al die kragte wat op die voorwerpinwerk. Dit is een krag wat dieselfde effek het as al die kragte wat gelyktydig op dievoorwerp inwerk.

Kop-by-stert Stert-by-stert

Die resultant begin waar die eerste vek-tor begin en eindig waar die laaste vektoreindig.

Voltooi die parallelogram. Die resultant isdan die diagonaal.

F F

F

1 2

res

F

F

1

res

F2 1

Komponente is twee loodregte vektore wat, wanneer dit gekombineer word, dieoorspronklike vektor as resultant gee.

Θ

F

F

Fy

FgΘ

Θ

Fg⊥

Fg‖

F = F cosΘ Fg⊥ = Fg cosΘFy = F sinΘ Fg‖ = Fg sinΘ

Θ t.o.v die horisontaal Θ t.o.v die horisontaal


VRAAG 1

1.1Dui aan watter metode van vektoroptelling gebruik word en teken die resultant in.

1.2Drie kragte A, B en C werk in op ’nvoorwerp. Dui aan watter van elkeenvan die volgende stellings waar of vals is. A

BC

A

BC

a C is die resultant van A en B.

b A + B+ C = 0

c Die drie kragte is in ewewig.

d B is die resultant van A en C

e −C is die resultant van A en B

f Die voorwerp versnel.

1.3 Drie gelaaide sfere word geplaas soos in die skets.Die grootte van die elektrostatiese krag tussen ...X en Y is 2,4 mN.X en Z is 1,2 mN.Bereken die netto elektrostatiese krag op X.

Z

YX

+ +

-


Normaalkrag en wrywingskrag

Normaalkrag , N, is die krag wat ’n oppervlak op ’n voorwerp, waarmee dit in kontak is,uitoefenen wat loodreg op die oppervlak is.

•ƒk F

N

Fg

•ƒk

FyF

N

Fg

•ƒk

Fy

F

N

Fg

Fg⊥

Fg‖

Fg

N

Θ

Θ

Fnet = 0 (Vertical)N = Fg

Fnet = 0 (Vertical)N = Fg − Fy

Fnet = 0 (vertical)N = Fg + Fy

N = Fg⊥ = FgcosΘ

Wrywingskrag , f, is die krag wat die beweging van ’n voorwerp teenwerk en watparallel met die oppervlak inwerk.

Wrywingskrag is:- Direk eweredig aan die normaalkrag (N)- Afhanklik van die aard (grof/glad) van die oppervlak (μ)- Onafhanklik van die kontakarea- Onafhanklik van die snelheid van beweging

Statiese wrywingskrag , fs, is die krag wat ’n stilstaande voorwerp se neiging omrelatief tot ’n oppervlak te beweeg teenwerk (parallel met die oppervlak).

f(mks)s = μsN μs is die statiese wrywingskoëffisiënt.

Kinetiese wrywingskrag , fk, is die krag wat die beweging van ’n bewegende voorwerp,relatief tot ’n oppervlak, teenwerk (parallel met die oppervlak).

fk = μkN μk is die kinetiese wrywingskoëffisiënt.

f (N)

f(maks)s

fk

FT (N)

Op die punt

om te begin

beweeg

beweeg

staa

n st

il


1.4’n Krat (10 kg) staan op die vloer met ’n statiese wry-wingsfoëffisient van 0,2 en ’n kinetiese wrywingskoëf-fisient van 0,18. Jan wend ’n horisontale horisontalekrag na regs daarop uit.

a. Teken ’n benoemde vryeliggam-diagram van al die kragte op die krat.

b. Bereken die grootte van die maksimum statiese wrywingskrag tussen die vloer en die krat.

c. Bepaal die grootte van die kinetiese wrywingskrag tussen die vloer en die krat.

d. Jannie oefen ’n krag van 18N na regs op die krat uit. Sal dit beweeg? Bepaal die tipe engrootte van die wrywingskrag.

e. Jannie oefen ’n krag van 20N na regs op die krat uit. Sal die krat begin beweeg? Bepaaldietipe en grootte van die wrywingskrag.

f. Teken ’n grafiek van wrywingskrag teenoor toegepaste krag vir die kragte op die krat.

g. Die krat word op sy sy gedraai en die kontakoppervlakte met die vloer word kleiner. Hoe saldie grootte van die kinetiese wrywingskragte beïnvloed word? Skryf slegs GROTER WORD,KLEINER WORD of DIESELFDE BLY.


Newton se bewegingswette

Newton IFnet = 0 a = 0v = 0 of v = k

Newton se Eerste Bewegingswet:’n Voorwerp sal in ’n toestand van rus bly of met konstante snelheid blyvoortbeweeg, tensy ’n netto (resultante) krag daarop inwerk.

Newton IIFnet aa ∝ Fneta ∝

1m

Newton se Tweede Bewegingswet:Wanneer ’n netto (resultante) krag op ’n voorwerp inwerk sal die voorwerpin die rigting van die krag versnel. Die versnelling is direk eweredig aan dienetto krag en omgekeerd eweredig aan die massa van die voorwerp. Fnet= ma

Newton IIIFAB = − FBA

Newton se Derde Bewegingswet:Wanneer voorwerp A ’n krag uitoefen op voorwerp B, oefen voorwerp B ge-lyktydig ’n teenoorgesteld gerigte krag van gelyke grootte uit op voorwerpA.

Newton se Derde Bewegingswet:

1.5’n Meisie sit op ’n stoel.

a. Noem die reaksie-krag van die meisie se gewig .

b. Noem die reaksie-krag van die normaalkrag op diemeisie.


Newton se Eerste Bewegingswet

1.6Twee toue is aan ’n swaar krat vasgemaak. Een van dietoue is aan die plafon vasgemaak.

a. Die onderste punt van die tou word vinnig gepluk.Watter tou sal breek (X of Y)? Verduidelik.

b. Die onderste punt van die tou word stadig getrekgepluk. Watter tou sal breek (X of Y)? Verduidelik.

X

Y

1.7 ’n Krat piesangs is op die bak van ’n vragmotor. Die vragmotor kom vinnig tot stilstand en die kratpiesangs skuif vorentoe. Gebruik wetenskaplike beginsels om hierdie verskynsel te verduidelik.

Traagheid is ’n eienskap van ’n voorwerp. Dit is die weerstand wat ’n voorwerp teen enigeverandering in sy toestand van beweging of rus bied. Dit is die neiging van ’n voorwerp omaante hou beweeg in ’n reguit lyn teen konstante snelheid. Massa is ’n maatstaf van dietraagheid.


NewtonI: Kragte in Ewewig

’n Pakkie (met massa 50 kg) hang aan ’n touvanaf die dak. Die tou word ondersteun deur’n ysterstut S. Bepaal die spanning in tou T endie krag wat die stut op die tou by punt P uitoefen.

S

T

40o

60o

Metode 1&2: Met ’n skets Metode 3: Met komponente

Kragte in ewewig : F net = 0 Kragte in ewewig: F net = 0

Die vektore sal ’n geslote figuur geeas dit kop-by-stert geteken word.

Vir die horisontale/x-komponente is F net = 0en vir die vertikale/y-komponente is F ynet = 0

Metode 1. SkaaltekeningTeken Fg eerste (grootte en rigting bekend).Vir S en T (slegs rigting bekend) teken lyne in dieregte rigtings. Waar die lyne kruis begin/eindig dievektore.

Metode 2. Berekening: sinusreël

Ontbind elke krag in sy komponente met sin en cosWerk met horisontale- of x-komponente apartWerk met vertikale- of y-komponente apart

Metode 1. Skaaltekening Metode 3. Met komponenteFg = mg = 50 × 9,8 = 490 N, afSkaal 2 mm: 10 N

2 mm: 10 Nx mm: 490 Nx = 98 mm

Meet T en S en sitom na regte skaal.

T = 152 NS = 400 N

Fg

T

S60o

50o

40o

Metode 2. Berekening

Nie op skaal

Fg

T

S60o

50o

40o

7o

sinA=

b

sinB

490

sin 70=

T

sin 60

T = 451,59 N

sinA=

b

sinB

490

sin 70=

S

sin 50

S = 399,45 N

Fg

T S60o

60o

3o

40o

In x-rigting: Fnet = 0

∴ T = S

T cos 40 = S cos 30

S =cos40

cos30T

S = 0,69 T

In y-rigting: Fnet = 0

∴ Fg = Ty + Sy

Fg = T sin 40 + S sin 30

(50 × 9,8) = T sin 40 + (0,69 T) sin 50

T = 451,59 N

S = 0,69T

= 0,69 (451,59)

= 399,45 N


Bepaal die massa m en hoek met 2 verskillende metodes:

Bereken met sinusreël: Bereken met komponente:


Newton se Tweede Bewegingswet

Die kinetiese wrywingskoëisiënt tussen blok A en die oppervlak is 0,2.Die katrol is wrywingsloos.Bereken die spanning in die tou.

A B

Komponente

Vrye-liggaam-diagram

N

fk

Fnet

a

T


1.8 Twee kratte met appels word teen ’n skuinsvlak opgetrek met konstante krag F. Dieskuinsvlak maak ’n hoek van 30 met die grond. Kratte, A en B, het onderskeidelikmassas 6 kg en 4 kg. Albei kratte het kinetiese wrywingskoëffisiënte van 0,2 met dievlak. Die kratte versnel van 2 m·s−1 tot 2,5 m·s−1 oor ’n afstand van 4 m.

a. Is die kragte op die kratte in ewewig?Verduidelik.

b. Teken benoemde vryekragte-diagrammeomAL die kragte wat op die kratte inwerk, aante toon.

T

FAB

6 kg

4 kg

30o

c. Bereken die grootte van die versnelling van die kratte deur van ’n bewegingsvergely-king gebruik te maak. (antw 0,28 m·s−2)

d. Bereken die grootte van die spanning in die tou. (antw 41,26 N)

e. Bereken die grootte van toegepaste krag F. (antw 68,26 N)


Positiewe ione

Simbool Naam Simbool Naam Simbool Naam

H+ waterstof Be+2 berillium Al+3 aluminium

Li+ litium Mg+2 magnesium Fe+3 yster(III)

N+ natrium C+2 kalsium Cr+3 chroom(III)

K+ kalium Cr+2 chroom(II) As+3 arseen(III)

Ag+ silwer B+2 barium

Hg+ kwik(I) Sn+2 tin(II)

C+ koper(I) Pb+2 lood(II)

NH4+ ammonium Zn+2 sink

Fe+2 yster(II)

Ni+2 nikkel

C+2 koper(II)

Negatiewe ione

Simbool Naam Simbool Naam Simbool Naam

F− fluoried O−2 oksied N−3 nitried

Cℓ− chloried S−2 sulfied PO4−3 fosfaat

Br− bromied CO3−2 karbonaat

− jodied SO4−2 sulfaat

OH− hidroksied SO3−2 sulfiet

NO3− nitraat CrO4

−2 chromaat

NO2− nitriet Cr2O7

−2 dichromaat

CℓO3− chloraat MnO4

−2 manganaat

MnO4− permanganaat C2O4

−2 oksalaat

O3− jodaat (COO)2−2 oksalaat

CH3COO− etanoaat(asetaat)


Skryf formule vir die volgende verbindings:

Verbinding Katioon Anioon Formule

1 natriumbromied

2 aluminiumchloried

3 litiumoksied

4 magnesiumhidroksied

5 natriumsulfied

6 koper(II)jodied

7 natriumsulfaat

8 sinknitraat

9 swael(IV)oksied

10 ammoniumkarbonaat

11 kaliumdichromaat

12 yster(II)sulfied

13 mangaandioksied

14 nikkeloksalaat

15 natriumasetaat


2 Molkonsep en stoigiometrie

Basiese molberekeninge

Massa Deeltjies Gas by STD Oplossings

n = mM

n =N

NA

n =V

Vm

c = nv or c = m

Mv

m massa g NA = 6,02 × 1023 VM = 22,4 dm3mol−1 c konsentrasie mol.dm−3

M molêre massa g.mol−1 N aantal deeltjies v volume dm3 v volume dm3

1. Bereken die aantal watermolekule in 0,25 mol water.

2. Bereken die volume van 0,2 mol stikstofgas by STD.

3. Bereken die aantal mol NH3-molekule in 300 g ammoniak.

4. Bereken die massa silwernitraat in 250 cm3 van ’n 0,18 mol.dm−3 oplossing.


a) 300 cm3 oplossing bevat 100 gNaCl. Bereken die oplossing sekonsentrasie.

b) Hoeveel mol is 9,03 x 1024

NH3-molekule?c) Hoeveel mol CO2(g) is daar bySTD in 4,48 dm3?

d) Wat is die volume van 2,7 molN2(g) by STD?

e) Wat is die massa van3,6 mol kaliumsulfaat?

f) Hoeveel molekule is daar in4,2 mol ammoniak?

g) Bereken die massa HCl(g) wat250 cm3 vul by STD.

h) Bereken die massa natrium-karbonaat in 200 cm3 van ’n0,3 mol.dm−3 oplossing.

i) Watter volume van ’n 0,3mol.dm−3 soutsuur-oplossing be-vat 22,5 g soutsuur?

j) Hoeveel ammoniak-molekules isdaar in 33,6 dm3 gas by STD?

k) Bereken die massa van 11,2dm3 etaangas (C2H6) by STD.

l) Bereken die volume wat 100 gsuurstofgas by STD vul.

Stoïgiometrie

Wanneer daar van een soort stof/deeltjie na ’n ander oorgega an word moet dit duidelik aangetoonword. Dit is verhouding-berekeninge.

Watter massa natriumoksied sal vorm as 4,93 dm3 suurstofgas (by STD) met genoeg natrium reageer?Na + O2 Na2O

4Na + O2 2Na2O

n n

v = 4,93 dm3 m =?

n =v

Vm

=4,93

22,4

= 0,22 mol O2

O2 : Na2O

1 : 2

0,22 : x1 × x = 2 × 0,22

x = 0,44 mol Na2O

n =m

M

0,44 =m

62

m = 27,28 g Na2O

1. Watter massa C4H10 is nodig om volledig met 4,48 dm3 suurstof by STD te reageer?

2C4H10 + 13O2 CO2 + 10H2O


2. Watter massa glukose sal geproduseer word as 100 g koolstofdioksied volledigreageer?

6CO2(g) + 6H2O (ℓ)→ C6H12O6(s) + 6O2(g)

3. Watter volume stikstofdioksied by STD sal vorm as 1,5 × 1024 N2O5 molekulevolledig ontbind?

2N2O5(g)→ 4NO2(g) + O2(g)

4. Watter volume van ’n 0,2 mol.dm−3 HCℓ -oplossing is nodig om 3,36 dm3 Cℓ2(g)by STD te vorm?

2KMnO4 + 16HCℓ→ 2KCℓ+ 2MnCℓ2 + 8H2O + 5Cℓ2(g)


Volumes van gasse en stoïgiometrie

Avogadro se wet: Gelyke volumes van alle gasse, gemeet by dieselfde temperatuur en druk,besit dieselfde aantal molekules (en dus dieselfde aantal mol)

Gasvolume na gasvolume berekeninge: Die reagense is in dieselfde houer en dus by die-selfde temperatuur en druk. Die volumeverhouding is dieselfde as molverhouding .

N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)

Bereken die volume ammoniakgas wat sal vorm as 2,24 dm3 stikstofgas volledig met ’noormaat waterstof reageer.

N2(g) + 3H2 (g) → 2NH3(g)

n n

V = 2,24 dm3 V = ?

N3 : NH3

molverhouding 1 : 2

volumeverhouding 1 : 2

2,24 dm3 : x

4,48 dm3 NH3 vorm

4 Die volgende reaksie verloop in ’n houer waar toestande NIE STD IS NIE!Watter volume NO2 sal vorm as 4,86 dm3 N2O5 volledig ontbind?

2N2O5(g)→ 4NO2(g) + O2(g)

5. Die volgende reaksie vind plaas onder nie-standaard toestande:

N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)

Watter volume ammoniakgas kan vorm as 4,48 dm3 waterstofgas volledigmet ’n oormaat stikstof reageer?


Wanneer daar van een soort stof/deeltjie na ’n ander oorgega an word moet dit dui-delik aangetoon word. Dit is verhouding-berekeninge.

Hoeveel mol waterstofatome︸︷︷︸

gevraia daar in 448 cm3 ammoniak-gas

︸︷︷︸

gegee

by STD?

nNH3 =v

Vm

=0,448

22,4

= 0,02 mol NH3

NH3 : H-atome

1 : 3

0,02 : x1 × x = 3 × 0,02

x = 0,06 mol H -atome

1. Bereken die aantal mol waterstofatome in 3,6 g water.

2. Bereken die aantal mol ione in 200 cm3 van ’n 0,25 mol.dm−3 sinknitraat-oplossing.


Beperkende reagense

Natrium brand in suurstof volgens die volgende vergelyking:

4Na + O2 → 2Na2O

483 g natrium word in ’n houer met 129,92 dm3 suurstofgas geplaas.

a. Bepaal die beperkende reaktant? Toon alle berekeninge.

b. Bereken die massa natriumoksied wat kan vorm.

c. Bereken die massa wat oorbly van die reagens wat in oormaat is.

4Na + O2 (g) → 2Na2O

n n n

m = 483 g V = 129,92 dm3 m = ?

a.

n =m

M

=483

23

= 21 mol Na

beskikbaar

n =V

Vm

=129,92

22,4

= 5,8 mol O2

beskikbaar

Vir al die Na

Na : O2

4 : 1

21 :

5,25 mol O2 nodigO2 beskikbaar > O2 nodig∴ O2 in oormaat∴ Na beperkende reaktant

b. Werk met beperkende reagent

Na : Na2O

4 : 2

21 :

x = 10,5 mol Na2O

n =m

M

10,5 =m

62

m = 651 g Na2O

c.O2 oor = 5,8 - 5,25

= 0,55 moln =

m

M

0,55 =m

32

m = 17,60 g O2


1) 100 g stikstof en 20 g waterstof is beskikbaar. N2(g) + 3H2(g)→ 2NH3(g)

a. Bepaal watter stof die beperkende reaktant is.

b. Bereken watter volume ammoniak, by STD, kan vorm.

c. Bereken watter massa oorbly van die stof wat in oormaat is.


2) Kalsiumoksied reageer met soutsuur: CaO + 2HCl→ CaCl2 + H2O

Daar word 19,6 g CaO en 200 cm3 van ’n 2 mol.dm−3 HCl-oplossing in ’n beker geplaas.

(a) Bepaal watter stof die beperkende reaktant is.

(b) Bepaal watter massa CaCl2 vorm.

(c) Bereken hoeveel mol oorbly van die reaktant wat in oormaat is.


3) 100 g magnesium en 336 dm3 suurstof by STD is beskikbaar.

2Mg(s) + O2(g)→ 2MgO(s)

(a) Bepaal watter stof die beperkende reaktant is.

(b) Bereken die massa magnesiumoksied wat kan vorm?

(c) Bereken die mol wat oorbly van die stof wat in oormaat is.


Persentasie opbrengs en persentasie suiwerheid

% suiwerheid =ware massa(teoreties)

monster massa × 100%

% opbrengs =ware opbrengs

moontlike opbrengs (teoreties) × 100%

1) N2(g) + 3H2(g)→ 2NH3(g)

42 g H2 reageer en vorm 200 g ammoniak. Wat is die persentasie opbrengs?

2) 2AgNO3(aq) + MgCℓ2(aq)→ 2AgCℓ(s) + Mg(NO3)2(aq)

100 g silwernitraat reageer met ’n oormaat magnesiumchloried. Diepersentasie opbrengs tydens die reaksie is net 80%. Bereken die massa presipitaat wat werklikgevorm het.


3) 95 g van ’n onsuiwer magnesium monster verbrand en vorm 150 gmagnesiumoksied.a. Bereken die massa magnesium in die monster.

b. Bereken die persentasie suiwerheid van die monster.

4) 20 g van ’n onsuiwer monster nikkel reageer met soutsuur. As die monster 70% suiwer is, bere-ken die volume waterstofgas by STD wat sal vorm.

5) 2AgNO3(aq) + MgCℓ2(aq)→ 2AgCℓ(s) + Mg(NO3)2(aq)Jannie laat 139 g MgCℓ2 in die laboratorium met ’n oormaat silwernitraat reageer. Hy verkry400 g AgCℓ -presipitaat. Wat was sy persentasie-opbrangs?


Persentasie samestelling

Tydens fotosintese word glukose geproduseer volgens die volgende reaksie:

6CO2 + 6H2O→ C6H12O6 + 6O2

Bereken die persentasiesamestelling van glukose.

% C = 72180× 100 = 40%

% H = 12180× 100 = 6,67%

% O = 96180× 100 = 53,33%

Bereken die massa koolstof in 1 kg-sak glukose.

mass of C = 1000 ×40100

= 400 g

Empiriese en molekulêre formules

Testosteroon, die manlike geslagshormoon, bevat net koolstof, waterstof en suurstof. Die hor-moon bestaan uit 79,12 %C, 9,79 %H en 11,09 %O per gewig. Elke molekuul bevat tweesuurstofatome. Bewys dat die empiriese formule van verbinding C19H28O2 is.

n = mM

C: n = 79,1212

= 6,593 mol

H: n = 9,791= 9,790 mol

O: n = 11,0916

= 0,693 mol

C : H : O6,593 : 9,790 : 0,693 n

6,5930,693

: 9,7900,693

: 0,6930,693

Deel deur die kleinste

9,51 : 14,13 : 1 0,5 te veel om op/af te rond ∴ x2

19 : 28 : 2 Verhouding

C19H28O2 Empiriese formule


3 Stroombane

Simbool Term Eenheid Afkorting

V potensiaalverskil volt V

I stroomsterkte ampere A

R weerstand ohm Ω

Q lading coulomb C

W energie/arbeid joule J

Δt tyd sekondes s

P drywing watt W

Serie en parallel verbindings

VRAAG 1

Dui aan of elk van die stroombane A tot H ooreenkom met X:

X

A B C D

E F G H


VRAAG 2

Dui aan of elk van die stroombane A tot H ooreenkom met X:

X

A B C

D E F

VRAAG 3

Bereken die effektiewe weerstand van die stroombaan.

A.


Beginsels

Stroomsterkte Potensiaalverskil

Q = It V = WQ

I = Qt 4V = 4J

1C

3A = 3C1s Energie nodig om 1C lading

Tempo waarteen lading vloei tussen twee punte in die

by ’n punt in d baan stroombaan te skuif

SERIEVT

V1 V2

Stroom oral dieselfde. VT = V1+ V2RT = R1 + R2

PARALLEL

VT

V1

V2

Iserie = I1 + I2 VT = V1= V2

1

R‖=

1

R1+

1

R2

Ohm se wet: Berekeninge met Ohm se wet word gedoen vir:V = I × R ⊲ ’n spesifieke weerstand of

⊲ die stroombaan as geheel.

EMK en Energie ingesit = Energie gebruik

interne weerstand E = Vgebruik in baan + Vgebruik in selE = Vekstern + VinternE = IR + IrE = I(R + r)

Drywing Drywing is die tempo waarteen elektriese energie gebruik word

P = WΔt = VI = I2R = V2

R

Energie Arbeid verrig of energie gebruik (W of E) in Joule

W = P Δt = VIΔt = I2RΔ = V2

R Δt


VRAAG 4

Gee die verband tussen die ammeterlesings. (Vb. I1 = I4)

A1

A2

A3

A4

A A1

A2 A3 A4

B

A1

A2

A3

A4

C V A1

A2

A3

A4

A5

D

A1

A2

A3

A4

A5

A6

A7

E


VRAAG 5

Gee die verband tussen die voltmeterlesings. (Vb. V1 = 2V4)

V1

V2

V3 V4

V5

A V1

V2 V3

V4

V5

B

V1

V2

V3

C V1

V2

V3

V4

D

V1

V2

V3

E V1

V2

V3

V4

F


V1 V2

V3 V4

G

V1 V2

V3 V4

V5

H

VRAAG 6

Wat is die lesings van die voltmeters wat nie gegee word nie?

V1

3VV2

4V

V3

2VV4

A

V1

4VV2

V3 V4 6V

12V

B


VRAAG 7

Die interne weerstand is onbeduidend.

a. Bepaal die lesing van die ammeter.

3Ω

6Ω

6V

V 4VA

b. Bepaal die lesing van die ammeter A1.

2Ω

6V

A1V 3VA2A

c. Bepaal die lesing van die voltmeter.

2Ω

12V

A1

1A VA3A

d. Bepaal resistor R se weerstand.

4Ω

R

12V

V 8VA3A


Energie, drywing en koste van elektrisiteit

VRAAG 8

Elektriese energie (W of E) word in joule (J) gemeet.

W = Vq = VIΔt = I2RΔt = V2Δt

R

8.1 Hoeveel energie word benodig om ’n stroom van 2 A vir 10 minute deur ’n 2 Ω-resistor te stuur?

is die tempo waarteen elektriese energie omgesit/gebruik word in ’n elektriese stroombaan.(Simbool P en eenheid watt (W))

P = WΔt = IV = I2R = V2

R

8.2 20 000 C lading beweeg in 2 minute deur ’n resistor wanneer daar ’n 12 V potensiaalverskil daar-oor is. Bereken die drywing van die resistor.


Elektrisiteitsverbruik (energie) word gemeet in kilowatt-uur (kWh). 1 kWh is 1 kilowattelektrisiteit vir 1 uur lank.

P = WΔt met P in kW, W in kWh en Δt in uur.

Die koste van elektrisiteitsverbruik:

Koste = Tarief × W (kWh)

8.3 Wat kos dit om ’n 3000 W oond vir 2 ure te gebruik as die tarief R 1,40 per kWh is?

8.4 Hoe lank kan ’n 800 W mikrogolf gebruik word vir R 100,00 as die tarief R 1,80 per kWh is?


VRAAG 9

9.1 Twee gloeilampe (weerstande R en 2R) word verbond. Watter gloeilamp sal helderder brandwanneer . . .

a. hulle in serie verbind word?b. hulle in parallel verbind word?

2RR

R

9.2 ’n Verwarmer is gemerk 2000 W, 240 V. Die tarief vir elektrisiteit is R 1,50 per kWh.

a. Wat beteken die 2000 W?

b. Bereken die stroomsterkte deur die verwarmer.

c. Hoeveel energie word verbuik (in kWh) wanneer die verwarmer vir 80 minute aangeskakel is?

d. Hoeveel sal dit kos om die verwarmer vir 80 minute te gebuik?


Interne weerstand

Skakelaar oop:

Voltmeter lees EMK indien dit aan albei kante van die sel verbind isVoltmeter lees nul as dit nie aan albei kante van die sel verbind is nie

Skakelaar toe:

Voltmeter oor die sel meet die terminale potensiaalverskil (kleiner as EMK)Voltmeterlesing is nul indien dit oor ’n geleier, ammeter of skakelaar verbind is(geen energie verandering)

Die sel het ’n emk van 24V en onbekende interne weerstand.Gee die lesing van elke voltmeter met die skakelaar oop en toe.Antwoord slegs 0, 24V, groter as 24V of kleiner as 24V

Voltmeter Lesing met skakelaar oop Lesing met skakelaar toe

V1

V2

V3

V4

V5

VXY


Fisiese Wetenskappe / V1 JUNIE 2008 Nasionale Strategie vir Leerderprestasie

VRAAG 12

In die stroombaan voorgestel het die battery ‘n emk van 10 V en ‘n onbekendeInterne weerstand. Voltmeter V is oor die battery geskakel en voltmeter V is oor dieoop skakelaar, S, geskakel. Die weerstand van die geleidingsdrade en ammeter kangeïgnoreer word.

Skakelaar S is oop.

12.1 Wat is die lesing op voltmeter V1? (2)

12.2 Wat is die lesing op voltmeter V2 (2)

Wanneer skakelaar S gesluit word , val die lesing op V1 na 7,5 V .

12.3 Wat is die lesing op voltmeter V2 ? (2)

12.4 Bereken die effektiewe weerstand oor die parallele kombinasie van resistors. (3)

12.5 Bereken die lesing op die ammeter. (5)

12.6 Bereken die interne weerstand van die battery . (5). [19]

V1

V2

A

1 Ω

3 Ω 6 Ω

emf = 10 V , r

S


4 Sure en basisse

Suur Formule Sterkte

Soutsuur HCl sterk

Swawelsuur H2SO4 sterk

Salpetersuur HNO3 sterk

Fosforsuur H3PO4 sterk

Swaweligsuur H2SO3 swak

Koolsuur H2CO3 swak

Oksaalsuur (COOH)2 swakH2C2O4

Asynsuur CH3COOH swak(etanoësuur)

Basis Formule Sterkte

Natriumhidroksied NaOH sterk

Kaliumhidroksied KOH sterk

Litiumhidroksied LiOH sterk

Kalsiumhidroksied Ca(OH)2 swak

Magnesiumhidroksied Mg(OH)2 swak

Ammoniak NH3 swak

Kaliumkarbonaat K2CO3 swak

Natriumwaterstofkarbonaat NaHCO3 swak

Natriumkarbonaat Na2CO3 swak

Reaksies van sure

Suur en reaktiewe metaal → sout + waterstofgas

2HCl(aq) + Zn(s)→ ZnCl2(aq) + H2(g)H2SO4(aq) + Mg(s)→ MgSO4(aq) + H2(g)

Neutralisasie (eksotermies)Suur en metaalhidoksied (basis) → sout + water

2HCl(aq) + Zn(OH)2(s)→ ZnCl2(aq) + 2H2O(l)H2SO4(aq) + 2NaOH(aq)→ Na2SO4(aq) + 2H2O(l)

Indien die basis NH3 is:2HCl(aq) + NH3(g)→ NH4Cl(aq) of2HCl(aq) + NH3(g)→ NH4

+(aq) + Cl−(aq)

Suur en metaaloksied → sout + water

2HCl(aq) + ZnO(s)→ ZnCl2(aq) + H2O(l)H2SO4(aq) + Na2O(aq)→ Na2SO4(aq) + H2O(l)

Suur en metaalkarbonaat → sout + water + koolstofdioksiedgas

2HCl(aq) + ZnCO3(s)→ ZnCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g)H2SO4(aq) + Na2CO3(aq)→ Na2SO4(aq) + 2H2O(l) + CO2(g)

Skryf vier gebalanseerde reaksies vir die bereiding van magnesiumchloried.


Sure BasisseBrønsted-Lowry: Protonskenker Brønsted-Lowry: Protonontvanger

Sterk sure Sterk basisse(ioniseer volledig) (dissosieer volledig)

kovalent→ geen ione→ ioniseer ionies→ het ione→ dissosieer

HCl(g) + H2O(l) H3O+ (aq) + Cl− (aq) KOH K+(aq) + OH− (aq)soutsuur H2O

HNO3(g) + H2O(l) H3O+ (aq) + NO3− (aq) NaOH Na+ (aq) + OH− (aq)

salpetersuur H2O

H2SO4(l) + 2H2O(l) 2H3O+ (aq) + SO4−2(aq) LiOH Li+ (aq) + OH− (aq)

swaelsuur H2O

Swak sure Swak basisse(ioniseer onvolledig) (dissosieer/ioniseer onvolledig)

kovalent→ geen ione→ ioniseer kovalente NH3 ioniseer en vorm NH4OH wat swak dissosieer

CH3COOH + H2O(l) H3O+ (aq) + CH3COO− (aq) NH3 + H2O NH4+(aq) + OH− (aq)

asynsuur asetaat-ioonetanoësuur etanoaat-ioon

H2CO3 + H2O(l) H3O+ (aq) + HCO3−(aq) Ioniese Mg(OH)2 dissosieer onvolledig

koolsuur Mg(OH)2 Mg+2(aq) + 2OH− (aq)

(COOH)2 + 2H2O 2H3O+ (aq) + (COO)2−2oksaalsuur oksalaat-ioon

’n Oplossing word berei met suur HX se konsentrasie 0,15 mol.dm3. Daar word vasgestel datdie konsentrasie van die hidronium-ione in die oplossing 3,2 × 10−6 mol.dm3 is.

a. Skryf ’n vergelyking vir die reaksie van HX met water.

b. Is HX ’n sterk of ’n swak suur? Verduidelik.


Skryf gebalanseerde vergelykings vir die volgende:

a. Reaksie tussen magnesiumhidroksied en salpetersuur

b. Reaksie tussen salpetersuur en water

c. Reaksie van litiumhidroksied in water

d. Reaksie tussen oksaalsuur en natriumoksied

e. Reaksie van ammoniak met water

f. Reaksie van swaelsuur en water

g. Reaksie tussen magnesiumkarbonaat en soutsuur

h. Neutralisasie wat kaliumsulfaat as produk gee

i. Reaksie van oksaalsuur met water

j. Vorminig van natriumkarbonaat tydens neutralisasie

k. Reaksie tussen ammoniak en soutsuur


Gekonjugeerdesuur-basispare

basis gekonj suurNH3(g) + H2O(ℓ) NH4

+(aq) + OH−(aq)suur gekonj basis

gekonjugeerde paar 1

gekonjugeerde paar 2

’n Sterk suur se gekonjugeerde basis is swak en ’nsterk basis se gekonjugeerde suur is swak.

a. Skryf die gekonjugeerde basisse van die volgende sure neer:a. NH4

+ b. HSO4− c. H2O

b. Skryf die gekonjugeerde sure van die volgende basisse neer:a. H2PO4

− b. OH− c. H2O

Konsentrasie c = nV en n = m

M of c = mM V (V in dm3)

Verdunnings C1 V1︸︷︷︸

ou

= C2 V2︸︷︷︸

nuweNB. Nuwe volume = oorspronklike volume + water bygevoeg!!

c. 25 ml water word by 75 ml van ’n 0,13 mol.dm−3 swaelsuur-oplossing gevoeg. Bereken diekonsentrasie van die verdunde oplossing.

d. Watter massa NaOH moet in 250 cm3 water oplos om ’n 0,04 mol.dm−3 te gee.

e. Hoeveel water moet by 30 cm3 van ’n 0,6 mol.dm−3 HCl-oplossing gevoeg word om dit na0,04 mol.dm−3 te verdun?


GEGEWENS VIR FISIESE WETENSKAPPE GRAAD 11 VRAESTEL 1 (FISIKA)

DATA FOR PHYSICAL SCIENCES GRADE 11

PAPER 1 (PHYSICS)

TABEL 1: FISIESE KONSTANTES/TABLE 1: PHYSICAL CONSTANTS

NAAM/NAME SIMBOOL/SYMBOL WAARDE/VALUE

Swaartekragversnelling Acceleration due to gravity

g 9,8 m·s-2

Swaartekragkonstante Gravitational constant

G 6,67 x 10-11 N×m2×kg-2

Straal van Aarde Radius of Earth

RE 6,38 x 106 m

Coulomb se konstante Coulomb's constant

k 9,0 x 109 N·m2·C-2

Spoed van lig in 'n vakuum Speed of light in a vacuum

c 3,0 x 108 m·s-1

Lading op elektron Charge on electron

e -1,6 x 10-19 C

Elektronmassa Electron mass

me 9,11 x 10-31 kg

Massa van die Aarde Mass of the earth

M 5,98 x 1024 kg

TABEL 2: FORMULES/TABLE 2: FORMULAE BEWEGING/MOTION

tavv if D+= 2

21

i taΔtvΔx D+=

xa2vv2

i

2

f D+= Δt2

vvΔx

fi ÷ø

öçè

æ +=

KRAG/FORCE

maFnet = mgw=

2

21

r

mGmF=

N

f)maks(s

s =m

N

fk

k =m


GOLWE, KLANK EN LIG/WAVES, SOUND AND LIGHT

l= fv f

1T =

rrii sinnsinn q=qv

cn =

ELEKTROSTATIKA/ELECTROSTATICS

2

21

r

QkQF= (k = 9,0 x 109 N×m2·C-2)

q

FE =

2r

kQE = (k = 9,0 x 109 N×m2·C-2)

Q

W=V

ELEKTROMAGNETISME/ELECTROMAGNETISM

tNDDF

-=e q=F cosBA

ELEKTRIESE STROOMBANE/ELECTRIC CIRCUITS

t

QI

D=

I

VR=

...r

1

r

1

r

1

R

1

321

+++= ...rrrR 321 +++=

W = Vq W = VID t W= I

2RD t

W= R

ΔtV2

Δt

WP=

P = VI P = I2R

R

VP

2

=


DATA FOR PHYSICAL SCIENCES GRADE 11PAPER 2 (CHEMISTRY)

GEGEWENS VIR FISIESE WETENSKAPPE GRAAD 11VRAESTEL 2 (CHEMIE)

TABLE 1: PHYSICAL CONSTANTS/TABEL 1: FISIESE KONSTANTES

NAME/NAAM SYMBOL/SIMBOOL VALUE/WAARDE

Avogadro's constantAvogadro-konstante

NA 6,02 x 1023 mol-1

Molar gas constantMolêre gaskonstante

R 8,31 -1 -1

Standard pressureStandaarddruk

p 1,013 x 105 Pa

Molar gas volume at STPMolêre gasvolume by STD

Vm 22,4 dm3 -1

Standard temperatureStandaardtemperatuur T 273 K

TABLE 2: FORMULAE/TABEL 2: FORMULES

2

22

1

11

T

Vp

T

VpnRTpV

M

mn

AN

Nn

mV

Vn

V

nc OR/OF

MV

mc


fasiliteerder: dr. s. swanepoel - up · tor begin en eindig waar die laaste vektor eindig. voltooi...

Documents