Experiment: drinken met ijsklontjes

Het is warm! Het is zelfs zo warm dat we het een hittegolf noemen. Dat betekent dat de temperatuur minstens vijf dagen hoger is dan 25°C en minstens drie dagen achter elkaar hoger dan 30°C.

Om je drinken lekker koud te maken, kun je er ijsklontjes in doen. Maar die ijsklontjes drijven! Hoe wordt je drinken dan kouder aan de onderkant? Dat gaan we testen.

Dit heb je nodig:

• doorzichtige beker of glas
• water
• plantaardige olie
• ijsklontjes

Dit moet je doen:

Stap 1: Doe een laag olie in het glas van ongeveer twee centimeter dik. Vul dan het glas aan met water, maar niet helemaal tot de rand!

Stap 2: Observeer wat er gebeurt met de olie en het water. Blijft de olie op de bodem?

Stap 3: Doe de ijsklontjes erbij en wacht tot ze smelten. Blijf goed kijken wat er gebeurt, het is de moeite waard!

afbeelding via SteveSpanglerScience.com

Dit gebeurt er:

De olie blijft niet op de bodem, maar drijft bovenop het water. Olie heeft een kleinere dichtheid dan water. Dat betekent dat één lepel olie lichter is dan één lepel water. Olie en water mengen ook niet en daarom vormen ze laagjes op elkaar. De ijsklontjes zijn gemaakt van bevroren water, maar toch blijven ze drijven op olie. IJs is een soort kristal. In een kristal zitten de moleculen allemaal op dezelfde manier aan elkaar vast en dan hebben ze meer ruimte nodig dan in een vloeistof. Als je één lepel water bevriest, verandert het in meer dan een lepel ijs! Hetzelfde spul heeft nou meer ruimte nodig en één lepel ijs is lichter dan één lepel water of een lepel olie. Je zou met allerlei stofjes kunnen testen of ze een grotere dichtheid hebben (dan zinken ze) of een kleinere dichtheid (dan drijven ze). Dan moet je wel opletten dat ze niet door elkaar mengen.

Extra:

Als je ijs is gesmolten, heb je een glas met een laag water onderin en olie bovenop. Wat zou er gebeuren als je die in de vriezer zet en dan weer laat ontdooien? Test het maar eens en laat het ons weten!

Experiment: wetenschap van een ijslolliestokje!

Je weet vast wel hoe je een waterijsje kunt maken: Je doet wat ranja in een vormpje, steekt er een stokje in en dan gaat het de vriezer in tot het bevroren is. Natuurlijk kies je de ranja die jij het lekkerst vindt, maar wat voor stokje gebruik je? Welk materiaal ga je gebruiken?

Tijgers hebben geen stokje nodig! In dierentuinen geven ze wel eens ijs aan dieren op warme dagen. Het is lekker en ze kunnen ermee spelen!

Om uit te vinden welk materiaal het beste is, moeten we eerst kijken waarom er een stokje in het ijsje zit. Dat klink gemakkelijk, maar wetenschappers denken graag moeilijk. Laten we eens een rijtje maken:

De functie van het stokje:

1. houdt het ijsje vast
2. zorgt dat je hand droog blijft
3. zorgt dat je hand niet bevriest
4. laat het ijsje niet draaien als je eraan likt

We gaan nu de vier punten onderzoeken. Als eerste moet het stokje het ijsje vasthouden. Je moet dus een materiaal hebben waaraan het ijsje blijft plakken als het bevriest. We kiezen voor het experiment drie verschillende materialen:

• hout
• plastic
• metaal

Dit heb je nodig:

• water
• ijsvormpjes
• houten lolliestokjes
• plastic bestek
• theelepel
• plakband
• horloge of klok

Dit moet je doen:

Stap 1: Maak drie verschillende ijsjes (of ijsklontjes). Één met het houten stokje erin, eentje met de achterkant van het plastic bestek en eentje met de achterkant van de theelepel erin.

Stap 2: hang de ijsjes ondersteboven met plakband aan een tafel of stoel (als je dit buiten doet, hoef je niet op te ruimen!) en houd op de klok bij welk ijsje als eerste van het stokje valt.

Dit gebeurt er:

Materialen hebben allemaal een andere snelheid voor energie die er doorheen gaat. Warmte is ook energie en dat gaat sneller door metaal dan door hout of plastic. Dat betekent dat de warmte van de lucht ook sneller in het ijsje komt met het metalen lepeltje erin. Die zou dus als eerste moeten vallen. 

Om te kijken of je hand droog blijft, kun je het experiment hierboven nog een keer doen, maar dan terwijl je de ijsjes vasthoudt. Wissel van hand als het stokje te koud aanvoelt. Het verschil met het vorige experiment is dat er nu veel warmte van je hand naar het stokje gaat en in het ijsje. Bij welk ijsje blijft volgens jou je hand het langst droog?

Als je de experimenten hierboven hebt gedaan, voelde je vast wel dat het metalen lepeltje heel erg koud wordt. Dat komt omdat de warmte van je hand heel snel naar het ijsje gaat en daardoor voelt de lepel zó koud aan dat je ervan kunt bevriezen!

Als laatste kies je het materiaal waaraan het ijsje het beste bleef plakken zonder te smelten. Je gaat nu twee ijsjes maken met een lekker smaakje, want je moet ze helemaal opeten!

Dit heb je nodig:

• een plat stokje
• een rond stokje
• twee vormpjes voor het ijs
• water
• ranja

Als plastic het best werkte, kies je bijvoorbeeld de achterkant van een plastic lepel en een rietje als rond stokje. Als hout het beste werkte, kies je een plat lolliestokje en een potlood als rond stokje.

Nu maak je je ijsjes met de stokjes erin en lik je ze helemaal op (voor de wetenschap natuurlijk). Hoe zorgt de vorm ervoor dat het ijsje aan het stokje blijft zitten? Welke vorm werkt beter?

Voor professionele ijsmakers is het belangrijk om te weten welk stokje het beste is. Bij een klein ijsje hoeft het niet lang te blijven plakken, zodat je met één hap je ijsje op kunt eten. Bij een heel groot ijsje met chocola moet het wel blijven plakken, anders knoei je op je kleren! Natuurlijk moeten je handen wel lang genoeg droog blijven en je vingers mogen niet bevriezen.

Superkoel experiment!

 Er komt een warme periode aan en wat is er dan lekkerder dan een koel drankje of een lekker ijsje? Een wetenschappelijk ijsje natuurlijk!

Het volgende experiment is heel gemakkelijk om te doen. Misschien moet je wel een paar keer oefenen voordat het goed gaat, maar dan kun je iedereen versteld laten staan. Je gaat een ijsje maken dat vloeibaar is in de fles, maar meteen verandert in ijs als je het uitschenkt.

Dit heb je nodig:

• schone plastic fles
• water
• vriezer
• ijsblokjes-vorm

Dit moet je doen:

Stap 1: Zorg dat je fles helemaal schoon is. Maak ook de dop goed schoon. Als er nog restjes inzitten van iets anders dan water, bevriest het misschien te snel. Vul de fles met schoon water uit de kraan en draai de dop erop.

Stap 2: Doe ook wat water in de ijsblokjesvorm en leg die samen met de fles in de vriezer.

Stap 3: Wacht. Wacht tot de ijsklontjes bijna helemaal bevroren zijn. Beweeg niet met de fles als je de ijsklontjes gaat controleren! Als het goed is, is het water in de fles dan nog vloeibaar. Het is nu supergekoeld water!

Stap 4: Je kunt het water laten bevriezen door tegen de fles te tikken of het uit te schenken op een ijsklontje!

een watermolecuul

Zo werkt het:

Water is gemaakt van moleculen. Dat zijn de kleinst mogelijke deeltjes van water. Dat molecuul heeft een vorm waarmee het precies op een ander molecuul past om een kristal te vormen: ijs. Als water vloeibaar is, kunnen die moleculen gewoon een beetje langs elkaar drijven. Als het bevriest, gaan ze allemaal in de kristalvorm zitten en dan hebben ze meer ruimte nodig. Als het water helemaal stil ligt, is er een evenwicht tussen de moleculen. Het is alsof ze niet weten dat het koud genoeg is om te bevriezen. Als je ze dan een tik geeft of uitschenkt, willen ze nog heel snel in de kristalvorm gaan zitten en verandert het in ijs. Je kunt er ook een ijsklontje in gooien. IJs heeft dus een beginnetje nodig! Hieronder zie je er een filmpje over.

Extra!

Probeer ook eens wat als eerste bevriest: een flesje met koud water of een flesje met heet water uit de kraan.

Zweterige drankjes

Als je het warm hebt, ga je zweten. Dat wist je natuurlijk al. Maar weet je ook waarom je zweet?

Over je hele lichaam heb je zweetklieren. Geen zwetende pestkoppen, maar hele kleine zakjes onder je huid waarlangs zweet uit je huid kan komen. De meeste heb je op je handen, je voeten en onder je oksels. Als je lichaam te warm wordt, moet het afkoelen. Door te zweten, koel je af. Dat komt omdat zweet de warmte-energie gebruikt om te verdampen. Het water gebruikt dan de warmte van je lichaam om te veranderen in waterdamp.

Je kunt ook afkoelen door iets kouds te drinken. Soms lijkt het alsof de beker zweet, maar zo'n beker heeft helemaal geen zweetklieren. Waar komt het water aan de buitenkant dan vandaan? We gaan het testen met een experiment.

Dit heb je nodig:

• twee dezelfde bekers
• water
• ijsklontjes
• thermometer (extra)
• handdoek
• klok of stopwatch

Dit moet je doen:

Stap 1: Vul één beker met water en doe ijsklontjes in de andere. Vul de beker met ijsklontjes aan met water, tot in allebei de bekers evenveel zit. Droog de bekers aan de buitenkant af.

Stap 2: Zet de bekers op een warme plaats, bijvoorbeeld buiten in de zon. Laat ze 15 minuten staan. Gaat je koude beker zweten? En de gewone beker?

Dit gebeurt er:

De beker zonder ijs is je controle-beker. Dat is de normale situatie. De beker met ijs is je testbeker. Dat is de situatie die je gaat onderzoeken. Als het goed is, zie je druppeltjes vormen op de ijsbeker. Het lijkt wel zweet!

De beker zweet niet, er komt condens op. Condens is waterdamp dat is veranderd in water. Dat is dus het tegenovergestelde van verdampen. Er zit heel veel water in de lucht, in de vorm van waterdamp. Als de waterdamp in de buurt van de koude beker komt, raakt het energie kwijt. De deeltjes kunnen dan niet meer vrij rondzweven en gaan aan elkaar plakken tot het druppeltjes zijn. Die druppels plakken dan aan de beker.

EXTRA: Meet met de thermometer hoe koud het water is als er druppeltjes gaan vormen. Die temperatuur is het dauwpunt. Dauw is een naam voor de druppeltjes die je 's ochtends wel eens op het gras ziet. Dat is ook gecondenseerde waterdamp.

Probeer het experiment nog eens met bekers van ander materiaal. Gebruik bijvoorbeeld gekleurde bekers, glazen of blikjes. Je kunt ook meer of minder ijs gebruiken

Test de dichtheid van water in vloeibare vorm en in vaste vorm!

Met het experiment hieronder kun je de 'dichtheid' van water testen, vergeleken met olie. Dichtheid heeft te maken met de allerkleinste deeltjes van een stof en hoe dicht die bij elkaar zitten. Die kleine deeltjes, de moleculen, zitten meestal vast tegen elkaar aan in een vaste stof en ze kunnen langs elkaar bewegen in een vloeistof.
In een vaste stof zitten de deeltjes dichter tegen elkaar, dus heeft die stof een hogere dichtheid dan wanneer die stof smelt en verandert in een vloeistof. Daarom zinken dingen met een hoge dichtheid door vloeistoffen met een lage dichtheid. Nu gaan we testen of dat ook zo is met water en ijs in een dubbel experiment!

Dit heb je nodig:
- een maatbeker
- een glas
- twee ijsblokjes (of ijspegels)
- olie (bijvoorbeeld zonnebloemolie)
- water

Dit moet je doen voor het eerste gedeelte:
Stap 1:
Doe het ijsblokje in de maatbeker. Giet water bij het ijsblokje, tot die net onder het water komt. Als het blokje blijft drijven, houd je hem onder met je vinger. Noteer hoeveel water er in de maatbeker zit.

Stap 2:
Laat het blokje los en wacht tot deze helemaal gesmolten is. Meet nu hoeveel water er in de maatbeker zit.

Dit gebeurt er:
De watermoleculen in het ijs zitten in een kristalvorm. De moleculen passen in het ijsblokje precies op elkaar, maar hebben meer ruimte nodig dan de moleculen die vrij kunnen bewegen in het vloeibare water. De dichtheid van ijs is dus lager dan de dichtheid van water! Als het goed is heb je dit gemeten in de beker - het ijsblokje had meer ruimte nodig dan het gesmolten water. Het leek waarschijnlijk alsof er minder in de beker zat bij de tweede meting.

Dit moet je doen voor het tweede gedeelte:
Stap 1:
Vul je glas voor de helft met olie. Denk je dat een ijsblokje in olie blijft drijven? Doe je ijsblokje in het glas met de olie.

Stap 2:
Observeer (kijk goed) wat er gebeurt als het blokje smelt!

Dit gebeurt er:
We hebben al getest dat ijs een lagere dichtheid heeft dan water. Dat komt omdat de moleculen verder uit elkaar staan in ijs dan in water. Nu heb je gezien dat ijs zelfs een lagere dichtheid heeft dan olie! Maar als het ijs smelt, zinken de druppels door de olie naar beneden. Het water heeft een hogere dichtheid dan olie!

Wil je eens iets nieuws proberen? Bevries maar eens wat olie en probeer dit experiment met bevroren olieblokjes! Je krijgt dan hele andere resultaten... Laat ons weten wat er gebeurt en je kunt een Mad Science goodybag winnen!!!

Experiment: IJs in een zakje.

Koken, bakken, braden maar ook ijs maken is wetenschap. Wetenschap voor mensen met honger - Jummie!

Heb je nog strooizout in de schuur staan en zit je te wachten op de horrorwinter? Gebruik dat zout voor dit experiment! Als die horrorwinter dan komt, kun je binnen lekker een ijsje eten.

als de auto er zo uitziet, kun je beter binnen blijven...

Dit heb je nodig:

• melk, 125 ml
• slagroom, 125 ml
• suiker, 30 gram
• vanille, één stokje (of een paar druppels vanille-extract)
• zout (keukenzout of strooizout), 130 gram
• ijsklontjes, 2 bekers
• een afsluitbaar diepvrieszakje van ongeveer 1 liter
• een grote waterdichte tas of zak
• thermometer
• ovenwanten of handdoek
• maatbeker (om alles af te meten)
• bekers en lepels om alles op te eten!

Dit moet je doen:

Stap 1:

Doe de suiker, melk, slagroom en vanille in de diepvrieszak. Als je een vanillestokje gebruikt, moet je eerst de zaadjes eruit halen. Die zaadjes doe je in het zakje, het stokje gooi je gewoon weg. Sluit het zakje goed af.

Stap 2:

Doe het ijs in de grote zak. Meet met de thermometer hoe koud het ijs is.

Stap 3:

Voeg het zout bij het ijs. Stop het kleine zakje in de grote zak en houd de grote zak goed dicht! Doe de ovenwanten aan of gebruik de handdoek, want de zak kan héél koud worden!

Stap 4:

Schud de grote zak rustig heen en weer. Blijf de grote zak ongeveer 10 tot 15 minuten schudden of totdat de ingrediënten in het kleine zakje helemaal zijn veranderd in ijs.

Stap 5:

Doe de grote zak open en gebruik de thermometer om de temperatuur van het ijs-zoutmengsel te meten. Haal het kleine zakje eruit.

zakje met vanille-ijs!

Stap 6:

IJS ETEN! Gebruik de lepels en bekers om het ijs te serveren aan je vrienden en familie.

Zo werkt het:

Als ijs onder 0° Celcius blijft, kan het niet smelten. Er is dan niet genoeg warmte-energie. IJs absorbeert energie om te kunnen smelten. Als je ijs gebruikt om de ingrediënten van het kleine zakje te koelen, wordt er energie van de ingrediënten geabsorbeerd door het ijs. Het ijs gebruikt ook energie van je handen, daarom moet je die beschermen. Als je zout bij het ijs doet, krijgt het een lager vriespunt. Daarom strooien ze zout als het gevroren heeft - het moet dan nòg kouder zijn voordat het bevriest. Het ijs absorbeert dan nog meer energie om te kunnen smelten en het kleine zakje bevriest juist sneller doordat alle energie eruit gaat. Met strooizout werkt het beter omdat de kristallen groter zijn en langzamer oplossen in het water van het ijs. Daardoor koelt alles beter af.