De dichtheid van warm en koud water.
Mengt water zich altijd met water? Je zou geneigd kunnen zijn om ja te antwoorden. Maar de waarheid is dat specifieke parameters zoals temperatuur en zwaartekracht kunnen verhinderen dat twee oplossingen van dezelfde aard zich vermengen. Met dit experiment zul je alles begrijpen!
Je hebt nodig:
- Twee waterglazen
- voedingskleurstof
- Een beetje water
- Een lepel
- Een hard plastic bord
- Anders: een Ziploc zak en hard karton van 10 cm x 10 cm
Vanaf 6 jaar
Moeilijkheidsgraad : gemakkelijk
Deze proef vereist de hulp van een volwassene
Laten we experimenteren
Vul een glas met kraanwater, doe er een paar druppels voedingskleurstof in en zet het een nacht in de koelkast.
Vul de volgende dag een tweede glas tot de rand met heet water en voeg een paar druppels kleurstof toe. Zet de twee glazen in een schaal.
Plaats een stuk hard plastic op het glas met het warme water en draai het voorzichtig om, zodat het op het glas met het koude water balanceert. De luchtdruk in de kamer moet ervoor zorgen dat het plastic aan het glas blijft kleven.
Verwijder met de hulp van een volwassene voorzichtig het harde plastic op het raakvlak en kijk wat er gebeurt. Mengen de kleuren zich?
Deze stap vereist veel behendigheid. Probeer het ook opnieuw als het de eerste keer niet lukt.
Nu ga je het experiment herhalen en het glas koud water over het glas warm water plaatsen. Wat neem je waar?
Begrijp het experiment
Opmerkingen
Het is grappig te zien dat de gekleurde vloeistoffen zich niet vermengen als het glas warm water er bovenop wordt geplaatst. De kleuren vermengen zich echter wel wanneer je in elk glas getempereerd water gebruikt of het glas met koud water erop zet. Kun je raden wat er gebeurt?
Warm en koud water hebben een verschillende dichtheid.
Het water mengt zich met water, toch? En toch merk je dat de kleuren op hun kant blijven. Heeft de temperatuur er iets mee te maken? Ja, de temperatuur verandert de dichtheid van het water. In koud water zitten de watermoleculen dichter bij elkaar. Koud water heeft dus een grotere dichtheid. Dat betekent dat koud water meer weegt dan warm water. In warm water staan de watermoleculen verder uit elkaar. Warm water heeft dus een kleinere dichtheid dan koud water. Voor hetzelfde volume vloeistof zal warm water lichter zijn.
Als je het glas warm water op het glas koud water zet, mengen de kleuren zich niet. Je krijgt zelfs de indruk dat de gele kleur bovenop de blauwe drijft. Als je het plastic weghaalt, mengen de twee oplossingen zich niet omdat het zwaardere koude water op de bodem blijft liggen. Het lichtere warme water daarentegen blijft boven.
Als de zwaartekracht er aan te pas komt.
Als je de glazen omkeert en de koudwateroplossing bovenop zet, mengen de oplossingen zich. Dat is logisch omdat de zwaartekracht het zwaardere koude water naar beneden zal trekken. Het zinkt, waardoor de kleuren zich op zijn weg mengen. Daarom krijg je groen.
Waarom drijven ijsbergen?
Als koud water zwaarder is, waarom zinkt ijs dan niet? En toch drijven ijsblokjes, ijsschotsen en ijsbergen.
In vaste toestand zitten atomen en moleculen dichter bij elkaar. Daarom hebben vaste stoffen een grotere dichtheid dan vloeistoffen, behalve bij ijs. Als watermoleculen zich vormen, laten ze grotere ruimtes vrij om kristallen te vormen. Deze vermindering van de dichtheid maakt ze lichter.
Bovendien worden ijsbergen gevormd met zoet water uit gletsjers. Maar de polaire zeeën zijn zout en dus dichter. Het is om al deze redenen dat ijsbergen drijven in plaats van zinken.
Wist je dat?
De schommelingen van warm en koud water in de zeeën en oceanen vormen krachtige oceaanstromingen die circuleren op de bodem en het oppervlak van de oceanen. Deze oceaanstromen helpen de in de oceanen opgeslagen warmte over de wereld te verdelen en het klimaat te regelen.
Uitdaging
Je kunt hetzelfde experiment uitvoeren, maar nu met zout. Zout water is zwaarder dan zuiver water. Door het zoutgehalte van het water aan te passen, kan je de dichtheidsstappen in een verticale bak reproduceren.
Curiokids, officiële partner van Enseignons.be