Hoe drinkt een bloem?

Water stroomt naar het laagste punt. Toch? Rivieren stromen niet bergop, maar bergafwaarts. Als je je een gieter schuin houdt, floept het water niet omhoog. Hoe komt het water dan van de grond in een plant? Hoe stroomt het water omhoog in een bloem of in een boom?

Water is bijzonder omdat veel stoffen erin oplossen. Een oplossing is een mengsel van een oplosmiddel zoals water, met een andere stof, zoals suiker. In de grond zitten veel voedingsstoffen voor planten. Het is dus belangrijk dat die stoffen niet alleen in de wortels, maar ook bovenin de plant kunnen komen.

De meeste dieren hebben een hart, dat bloed rondpompt. Het bloed is eigenlijk water, met allerlei stoffen erin. Als je hart stopt, stroomt je bloed niet meer. De voedingsstoffen komen dan niet meer overal in je lichaam en dat zou niet goed zijn!
Planten hebben geen hart dat sap rondpompt. Dus we gaan onderzoeken hoe de stoffen in het water toch helemaal van de wortels in de bloem kunnen komen.

Voor je onderzoek bedenk je een hypothese. Een hypothese is een wetenschappelijk idee, dat je gaat testen met een experiment. Voor dit onderzoek stellen we twee hypotheses:
1. Het water wordt door het steeltje omhoog geduwd
2. Het water verdampt in de bloem, waardoor het omhoog gezogen wordt

1.2.

Dit heb je nodig:

• drie witte bloemen
• drie drinkglazen
• schaar
• kleurstof
• water

Dit moet je doen:

Stap 1:

Doe in alle glazen evenveel water en evenveel druppels kleurstof. Knip de bloemsteeltjes schuin af, zodat ze alle drie even lang zijn en zet in ieder glas een bloem.

Stap 2:

Om te testen of het steeltje het water omhoog duwt, knip je de bloem eraf. Zet het glas met het steeltje op een veilige plek.

Stap 3:

Om te testen of het water door verdamping omhoog gaat, zet je één glas op een warme plek. Bijvoorbeeld voor het raam. Het derde glas zet je op een donkere plek. Bijvoorbeeld in een kast.

Stap 4:

Kijk een paar keer per dag of je al kleurstof in de bloem of bovenop het steeltje ziet verschijnen. Zie je kleurstof in de bloem op de warme plek, maar niet in de bloem op de koude plek? Dan betekent dat dat het water omhoog gezogen wordt door verdamping. Water verdampt namelijk bijna niet als het koud is en daarom groeien planten niet of heel langzaam in de winter. Zie je kleurstof bovenop het steeltje? Dan is er een kracht die het water omhoog duwt in de kleine kanaaltjes van de steel.

We horen graag van je hoe jouw experiment is gegaan. Stuur ons je foto's en/of je verslag om kans te maken op een Mad Science goodybag!

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!

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

Experiment: bellenblaasbellen die niet kapot gaan!

Het is heerlijk weer om buiten te spelen en dit experiment is daar heel geschikt voor. Je hebt vast wel eens bellen geblazen. De bellenblaas uit de winkel doet het vaak beter dan de bellenblaas die je zelf maakt. Dat komt omdat er meer zeep in zit.

Zeep is gemaakt van moleculen die met één kant in het water willen steken en met de andere kant juist niet. Daarom kun je er zo goed mee wassen. Stel je voor dat je friet met mayonaise eet en je knoeit op je shirt. Vieze vette vlekken op je shirt, dat wil je natuurlijk snel schoonmaken! Die vette mayonaise-vlekken op je shirt kun je er niet afspoelen met water, maar de zeepmoleculen houden zich vast aan het water en aan de mayonaise, waardoor de mayonaise als kleine druppeltjes in het water blijft 'zweven'.

Op dezelfde manier kun je ook bellen blazen met zeepwater. De zeepmoleculen houden dan het water vast als je er lucht in blaast. In plaats van druppeltjes mayonaise in water, heb je dus eigenlijk een luchtbel gevangen in een velletje van water en zeepmoleculen.
Zo'n zeepbel staat helemaal strak. Net als een ballon spat ie uit elkaar als je erin prikt. Omdat het zeepvelletje superdun is, knapt het al als je het aanraakt. Dat is niet leuk. Dat kan beter!

Dit heb je nodig:

• beker
• water
• zeep
• theelepel
• eetlepel
• suiker
• bellenblaasring of ijzerdraad

Dit moet je doen:

Stap 1: Doe twee suikerklontjes of drie theelepels suiker in de beker. Vul de beker voor 2/3 (iets meer dan de helft) met water en roer goed tot alle suiker is opgelost.

Stap 2: Doe zeep bij je mengsel tot de beker bijna vol is. Zachtjes roeren, zodat er geen schuim op komt.

Stap 3: Als je geen bellenblaasring hebt, moet je er zelf één maken. Dat kan door een lus te buigen in een ijzerdraadje en die dicht te draaien. Even dippen en blazen maar!

Deze bellen gaan niet zo snel kapot, omdat de suiker er voor zorgt dat het water niet zo snel verdampt en de dikke suikermoleculen houden het velletje steviger. Je kunt ze zelfs laten stuiteren!

Vulkaan in een theeglas

Veel vulkaanmodellen maken gebruik van een chemische reaktie voor de uitbarsting. In het echt werkt het anders:
Door de warmte van het binnenste van de aarde geeft extra energie aan de moleculen van de gesmolten steen. Die energie wordt omgezet in beweging en al die bewegende deeltjes, de moleculen, gaan steeds sneller bewegen. Die snel bewegende moleculen botsen steeds harder tegen elkaar en tegen de niet-gesmolten steenlaag, waardoor ze op het zwakste punt door die laag heen kunnen breken.

tekening van vulkanisme.nl

Met het experiment hieronder kun je precies zien hoe het werkt, want de reaktie is hetzelfde.

Dit heb je nodig:

• theeglas
• water
• zand
• was (niet uit de wasmand, maar van een kaars)
• warmtebron (gloeilamp, kaarsvlam, warmteplaatje)
• volwassen assistent

Dit moet je doen:

Stap 1: Laat je volwassen assistent een kaars smelten in het theeglas, zodat je onderin een laag was van een centimeter hebt. De was moet afkoelen en stollen voordat je verder gaat met de volgende stap.

Stap 2: Giet zand in het glas, zodat er een flinke laag op de was ligt. Giet dan water in het glas tot ongeveer twee centimeter onder de rand.

Stap 3: Houd het glas boven een warmtebron, zoals een kaarsvlam (gevaarlijk!) of een gloeilamp (veiliger).

Dit gebeurt er:

Door de warmte zal de was gaan smelten. Als de was warm wordt, wil de gesmolten was drijven op het water, maar het wordt tegengehouden door het zand. Net zoals lava wordt tegengehouden door de aarde erboven, kan het er alleen uit als er een zwakke plek is. Op de zwakste plek zal je 'lava' door het zand heen breken. Net als bij een echte vulkaan wordt eerst de grond omhoog geduwd, dan spuit de lava eruit en bovenin het water (de 'lucht') vormt zich een laag was. In het echt is er een rookwolk die zich op grote hoogte verspreid door de atmosfeer.

Experiment: Duikklok

Mensen zijn al eeuwenlang gefascineerd door dingen die zich diep onder water bevinden: schelpen en parels, gezonken schepen en schatten, wetenschappelijk onderzoek en ook gewoon voor de lol!

Tegenwoordig kun je heel ver onder water komen met een onderzeeër of een speciaal pak.

speciaal diepzee-duikpak

18e eeuwse onderzeeër

Al in de 16e eeuw waren er uitvindingen om onder water te komen en te werken. De meeste mensen kunnen maximaal twee minuten hun adem inhouden, dus met zo'n uitvinding konden ze langer onder water werken. Die uitvinding was de 'duikklok'.

Met zo'n klok kon je heel diep onder water komen, doordat je in een luchtbel zat. Er hangt een gewicht aan waar je op kunt staan. Zonder dat gewicht zou de bel blijven drijven.

Je gaat nu zelf een duikklok maken!

Dit heb je nodig:

1. Beker, plastic of papier
2. Draad of koord, ongeveer 20 centimeter
3. Schaar
4. Metalen ringetjes of ander gewicht
5. Plastic slangetje (ongeveer 50 centimeter) of buigrietjes (in elkaar geschoven)
6. Plakband
7. Emmer of wasbak met water

Dit moet je doen:
Stap 1:
Maak met de schaar twee kleine gaatjes tegenover elkaar in de bovenkant van de beker. Haal de draad door de ringetjes en knoop de draad aan de gaatjes in de beker vast.
Stap 2:
Plak je plastic slangetje aan de binnenkant van de beker vast, zodat hij bijna tegen de bodem komt. Buig het slangetje en plak het ook vast aan de buitenste onderkant van de beker.
Stap 3:
Vul je emmer of wasbak met water. Houd de beker ondersteboven, zodat het gewicht eronder aan het touwtje hangt. Houd je duim op het uiteinde van het slangetje en laat je beker in het water zakken. Je beker blijft drijven! Als je beker zinkt, moet je wat minder gewicht gebruiken.
Stap 4:
Haal je duim van het slangetje af. Je duikklok zinkt! Je kunt hem weer omhoog laten komen door op het slangetje te blazen. Probeer je duikklok midden in het water te laten 'zweven'.

Zo werkt het:
Als het bekertje zwaarder is dan het water dat opzij geduwd wordt, dan zinkt het. Als er genoeg lucht in zit, is het bekertje lichter en blijft het drijven. Als je de perfecte balans kunt vinden, kun je het bekertje precies in het midden van het water laten hangen.

Experiment: Hoeveel muntjes passen er in een glas water?

Dit is een leuk experiment omdat je de uitkomst misschien niet verwacht. Je kunt verschillende soorten munten testen, of misschien zelfs andere voorwerpen!

Dit heb je nodig:
- een glas
- water
- munten (10 tot 20, afhankelijk van de grootte)

Dit moet je doen:
Stap 1:
Vul het glas helemaal met water. Vul het glas zover dat het water een beetje bol boven het glas uitkomt.

Stap 2:
Vorm een hypothese. Dat betekent dat je een wetenschappelijke gok doet naar de uitkomst: Hoeveel muntjes denk je dat er in het glas kunnen voordat het water overloopt? Eén? Vijf? Twintig? Schrijf maar op wat jij denkt.

Stap 3:
Doe één voor één de muntjes in het water door ze voorzichtig met de rand in het water te laten zakken en dan te laten vallen. Op deze manier wordt het water nauwelijks verstoord en lukt het het beste.

Dit gebeurt er:
Water heeft 'oppervlaktespanning'. Dat betekent dat de watermoleculen elkaar vasthouden aan het oppervlak, waardoor er een soort velletje ontstaat.

De oppervlaktespanning (het velletje) zorgt ervoor dat het water boven het glas kan uitkomen, zonder dat het overstroomt. Bijna alsof je heel langzaam een ballon opblaast. Een ballon gemaakt van water èn gevuld met water. Als je een muntje in het water laat zakken, houdt de oppervlaktespanning alles bij elkaar. Maar als je het muntje er te hard in laat vallen, plonst het water weg, omdat het 'velletje' breekt.

Hoe kan dat?
Watermoleculen willen graag aan elkaar blijven zitten, maar zitten ook graag aan andere dingen. De krachten waardoor dat gebeurt, noemen we adhesie en cohesie.
-Adhesie betekent dat het graag aan andere dingen blijft 'plakken'. Door adhesie kun je bijvoorbeeld 'watersturen', net als Avatar! Onder de douche kun je water over je arm laten stromen en met je vingers mikken waar het naartoe stroomt. De watermoleculen blijven zo lang mogelijk aan je arm plakken, totdat ze aan het uiteinde zijn, waar de druppels eraf glijden.
-Cohesie betekent dat watermoleculen graag aan elkaar blijven 'plakken'. Daardoor vormt water druppels en ontstaat er oppervlaktespanning. Door oppervlaktespanning kunnen sommige insecten over water 'lopen'!

Als het glas nog niet helemaal vol is met water, zie je de rand van het water tegen het glas omhoog kruipen. Dit zie je het beste in een smal glas. Dat komt door de adhesie van het water tegen het glas. Helemaal aan de bovenkant wil het water nog steeds aan het glas plakken, maar als het glas te vol is, wordt het bij elkaar gehouden door cohesie.

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!!!