Water kan koeler zijn dan ijs en toch vloeibaar blijven? Dat is super cool!
Australian Curriculum links
- Wetenschappen > Chemische Wetenschappen > Jaar 3 > ACSSU046
- Wetenschappen > Chemische wetenschappen > Jaar 5 > ACSSU077
Je hebt nodig
- 20 mL flessenwater
- schone, droge plastic beker met een glad oppervlak
- kom met platte bodem
- ijsblokjes
- 4 eetlepels zout
- schone, droge thermometer.
Probeer dit
- Giet het water in de beker en zet de beker in de kom.
- Vul de kom met ijsblokjes. Zorg ervoor dat er geen ijs in de beker met water valt en dat het niveau van de ijsblokjes in de kom hoger is dan het niveau van het water in de beker.
- Sprinkel twee eetlepels zout gelijkmatig over de ijsblokjes. Voorkom dat er zout in de beker komt.
- Plaats de thermometer in de beker met water.
- Laat de beker met water afkoelen. Zorg ervoor dat u tijdens de rest van het experiment niet tegen het bekertje water stoot terwijl het afkoelt.
- Na 10 minuten voegt u voorzichtig meer ijs toe aan de kom, zoals in stap 3.
- Herhaal stap 4.
- Laat het bekertje water nog eens 10 minuten afkoelen of totdat de temperatuur van het water onder 0°C is.
- Wanneer het water onder 0°C is, verwijdert u voorzichtig de thermometer.
- Laat een stuk ijs in de beker water vallen en kijk wat er met de beker water gebeurt.
Verder onderzoek
Probeer verschillende manieren om het water te laten bevriezen, zoals op de beker slaan of verschillende voorwerpen in het water laten vallen.
Wat gebeurt er als je probeert het onderkoelde water op een ijsblokje te gieten?
Probeer verschillende soorten vloeistoffen onderkoeld te krijgen, zoals frisdrank of regenwater. Welke vloeistoffen zijn makkelijker te onderkoelen?
Wat gebeurt er?
Door het water langzaam af te koelen, blijft het water vloeibaar tot onder het vriespunt. Dit staat bekend als ‘superkoeling’. Als het ijs in het water valt, bevriest het water plotseling en verandert in ijs. Dit gebeurt doordat het ijsblokje het onderkoelde water in staat stelt nieuwe ijskristallen te laten groeien.
Het vriespunt van water ligt bij 0°C. Dit betekent dat water normaal gesproken van een vloeistof in een vaste stof verandert als het tot 0°C wordt afgekoeld. Als het water echter zuiver genoeg is, en als het langzaam genoeg wordt afgekoeld, kan het water vloeibaar blijven, zelfs als het kouder is dan 0°C. Supergekoeld water verandert niet in ijs als het afkoelt, omdat het te zuiver is om ijskristallen te vormen. IJskristallen hebben iets nodig waarop ze kunnen groeien om zich te vormen. IJskristallen kunnen groeien op stofdeeltjes, onzuiverheden in het water of het ijs zelf.
In deze activiteit is het gebottelde water zuiver; het bevat geen stof of onzuiverheden. Omdat het oppervlak van de beker glad is, bevat het geen oneffenheden waarop zich kristallen kunnen vormen. Daarom kan het water worden onderkoeld. Wanneer je er echter een ijsblokje aan toevoegt, laat het ijsblokje nieuwe ijskristallen groeien en verandert het water bijna onmiddellijk in ijs.
Echte wereld links
Sommige wolken bestaan uit druppeltjes onderkoeld water. Bijvoorbeeld, altocumuluswolken bestaan meestal uit waterdruppeltjes van ongeveer -10°C. Deze onderkoelde waterdruppels kunnen problemen veroorzaken voor vliegtuigen. Als de waterdruppels een vliegtuig raken, kunnen ze plotseling bevriezen en een laagje ijs vormen op de buitenkant van het vliegtuig. Het ijs kan de manier waarop de lucht rond de buitenkant van het vliegtuig beweegt beïnvloeden en ervoor zorgen dat instrumenten zoals snelheidsmeters niet correct werken.