Bouw je eigen weerstation!

Zo schijnt de zon en zo regent het. Soms lijkt het weer niet te voorspellen.
Heb jij een telefoon of computer waarop je kunt zien wat voor weer het wordt? Weet je ook hoe weer-deskundigen het weer kunnen voorspellen?

Een weerdeskundige is een meteoroloog. Die kijkt onder andere naar de luchtdruk, windrichting en temperatuur om te voorspellen wat voor weer het wordt. Om de temperatuur te meten, heb je een thermometer nodig en voor de luchtdruk een barometer. Hieronder zie je hoe je die zelf kunt bouwen!

Belgisch weerstation...

Het weerstation hierboven is natuurlijk een grapje, maar met eenvoudige materialen kun je zelf een thermometer maken.

Dit heb je nodig:

• flesje (hoe kleiner, hoe beter) met dop
• smal rietje
• een volwassene die een gaatje in de dop kan maken
• water
• kleurstof

Dit moet je doen:

Stap 1: Zet je volwassen assistent aan het werk om een gaatje in de dop te maken. Het gaatje moet klein genoeg zijn dat het rietje erin klem zit.

Stap 2: Vul je flesje bijna helemaal met water en doe er een paar druppels kleurstof bij.

Stap 3: Steek het rietje door de dop, maar laat een flink stuk boven de fles uitsteken. Het rietje moet wel in het water zitten.

Als het rietje te klein is voor het gaatje, kun je een beetje klei (of kauwgum) gebruiken om het gaatje helemaal dicht te maken.

Stap 4: Je thermometer is nu klaar. Zet hem in de huiskamer en let op hoe hoog het water in het rietje stijgt. Probeer dit ook buiten in de zon!

Zo werkt het:

In thermometers gaat de vloeistof omhoog als het warmer wordt. Dat komt omdat de moleculen meer energie krijgen van de warmte en daardoor meer ruimte nodig hebben. Het water in jouw thermometer doet dat ook. Omdat het water uit de kraan koud is, wordt het warmer in de huiskamer en zal het stijgen in het rietje. In de zon stijgt het nog verder!

Extra:

Je kunt een stukje papier achter je thermometer plakken, waarop je bijhoudt welke temperatuur het is.

Een barometer (druk-meter) is ietsje moeilijker te maken, maar ook met eenvoudige materialen.

Dit heb je nodig:

• drinkglas
• plankje
• elastiek
• stift
• lijm of plakband
• schaar
• stuk stevig karton
• rietje

Dit moet je doen:

Stap 1: Knip het tuitje van de ballon en span hem strak over de opening van het glas. Doe het elastiek er strak omheen, zodat de ballon goed vast zit.

Stap 2: Plak het rietje op de ballon met lijm of plakband. Dat is de wijzer van je drukmeter.

Stap 3: Zet het glas met de ballon en het rietje op het plankje en maak het stuk karton vast aan de plank, zodat het rechtop staat. Zorg dat het rietje langs het karton wijst.

Stap 4: Je barometer is nu af! Met de stift zet je iedere dag streepjes op het karton waar het rietje wijst om aan te geven hoe hoog de druk is. Zo kun je precies bijhouden wanneer de druk stijgt of daalt.

Zo werkt het:

Op het moment dat je de ballon over het glas trekt, is de druk buiten het glas hetzelfde als binnen het glas. Als buiten de luchtdruk lager wordt, duwen de luchtmoleculen in het glas harder tegen de ballon en als de ballon bol gaat staan, wijst het rietje naar beneden. Als de luchtdruk hoger wordt, duwen de luchtmoleculen vanaf de buitenkant harder tegen de ballon en wordt deze ingedeukt. Het rietje zal dan omhoog wijzen.

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.