Techniek
Schoolpresentatie techniek. Naast poppenhuizen, robothondjes en viegtuigen (ze gaven licht, bewogen en propellerden) hier het grappigste proefje. Je neemt een bord water (hier van een kleurtje voorzien vanwege het effect) zet er een stukje komkommer of kurk in en steekt daar een brandende lucifer in. Glas er overheen en de lucifer gaat uit. Maar dan. Dan kruipt het water langzaam omhoog, heel wonderlijk.
Het bijgeleverde commentaar: als er geen zuurstof is, gaat het vlammetje uit. Maar er moet toch iets in het glas, en dat is dan het water.
Comments
Ik heb gelijk zin om het te gaan doen. Dat met dat glas, dat water en dat vlammetje.
Posted by: Zezunja | 06 maart 2009 12:15
Nou, dat is nog hemaal niet zo voor de hand liggend wat er dan gebeurt, eigenlijk. Het brandend hout wordt omgezet in CO2, CO en water (geloof ik. maar neemt dat minder volume in dan de zuurstof, en neemt daarom de druk af in het glas? Hmmm, interessant...
Posted by: Laurent | 06 maart 2009 16:38
Nou, dat is nog helemaal niet zo voor de hand liggend wat er dan gebeurt, eigenlijk. Het brandend hout wordt omgezet in CO2, CO en water (geloof ik. maar neemt dat minder volume in dan de zuurstof, en neemt daarom de druk af in het glas? Hmmm, interessant...
Posted by: Laurent | 06 maart 2009 16:38
Complete onzin natuurlijk. Als het komt door het verdwijnen van zuurstof, dan zou het water TIJDENS het branden moeten stijgen en niet NA het branden. Wat je ziet is dan dan ook geen scheikundig maar een natuurkundig verschijnsel. De lucht koelt af op het moment dat de lucifer dooft, waardoor de luchtdruk in het glas daalt. De hogere druk buiten het glas 'duwt' vervolgens het water naar binnen om het verschil in luchtdruk te compenseren.
Posted by: T-Jo | 06 maart 2009 17:31
Heee, leuk. Dank voor de tip. Jan is net in zijn proefjes-zijn-leuk-fase!
Posted by: Zus van Zonen | 06 maart 2009 17:51
Een waxinelichtje lijkt me handiger trouwens...
Posted by: Zus van Zonen | 06 maart 2009 17:52
@ T-Jo: we hebben te maken met chemische reacties, uitzettende en inkrimpende gassen, uitzetten en inkrimpend glas; zo helder vind ik het allemaal nog niet.
Posted by: Laurent | 06 maart 2009 22:18
Dan maken we het toch helder. 1) De verbrandingsreactie van de lucifer: Ik ben geen chemicus, dus hier moest ik even spieken. Link: http://www.natuurwetenschappen.nl/modules.php?name=News&file=article&sid=1256 . Met de aannames: hoogte van het glas van 10cm, diameter 6 cm, een gemiddelde temperatuur van de lucht van 400K (allemaal ruw geschat uiteraard) en de gegeven reactie, kom ik op 17E-5 mol O2 dat wordt omgezet tot 93E-6 mol CO2 en 15E-5 mol H20-damp. Samen met de N2 die in eerste instantie 80% van de molfractie bepaalde, kom je tot een toename van 10% in de molmassa. De molmassa schaalt lineair met de dichtheid en de dichtheid schaalt weer lineair met de druk. De reactie zorgt er dus voor dat de druk TOENEEMT tijdens het branden van de lucifer. 2) Dan het effect van de temperatuurdaling van de lucht in het glas: Temperatuur schaalt lineair met de druk. Stel de lucht in het glas koelt af van 400K tot 300K (ruwe schatting uiteraard) na het doven van de lucifer, dan daalt de druk dus met 25% naar 0.75 atmosfeer. 3) En tenslotte de krimping van het glas. Kan natuurlijk sowieso al niet het stijgende water verklaren omdat de druk juist hoger zou worden wanneer het glas afkoelt/krimpt, maar hoe dan ook nog even ter illustratie: Met een lineaire uitzettingscoefficient van grofweg 5E-6 en de eerdere aannames uit punt 1 kom ik op een volume afname van 0.4%. Druk schaalt lineair met het volume, dus dit is volledig verwaarloosbaar ten opzichte van de overige processen. Beter zo?
Posted by: T-Jo | 07 maart 2009 00:31
T-Jo en Laurent, bedankt voor de heldere uitleg! Wel grappig dat ze het water blauw hebben gemaakt, zo tekenen kinderen water ook, terwijl het toch echt doorzichtig is. :)
Posted by: Wenz | 07 maart 2009 09:28
Die kinderen hebben het dan toch echt goed. Water heeft wel degelijk een blauwe kleur. Maar goed, ik heb wel weer genoeg getypt.
Posted by: T-Jo | 07 maart 2009 10:11
@T-Jo: kijk, dat is nog eens mooi! Zo had ik het niet meer kunnen uitrekenen, dat gereken met mollen kende ik niet meer.
Maar wat ik nog niet begrijp is dit: voordat de lucifer gaat branden is de druk in het glas toch al gelijk aan de buitendruk, dus krijg je dan geen overdruk bij het branden, die weer tot de buitendruk terugkeert als de lucifer uitgaat, in plaats van die onderdruk van 0.75 atmosfeer?
Of wacht eens even: die overdruk lekt misschien weg onder de rand van het glas door. Dan zou je daarna inderdaad onderdruk krijgen in het glas.
Posted by: Laurent | 07 maart 2009 10:36
Your website is very interesting. I enjoyed your website a lot. Thank you.
Posted by: loans | 02 juli 2010 05:15