“hoE zit dat?!” - Technopolis
“hoE zit dat?!” - Technopolis
“hoE zit dat?!” - Technopolis
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Educatief Pakket<br />
<strong>“hoE</strong> <strong>zit</strong> <strong>dat</strong>?!<strong>”</strong><br />
zes eenvoudige experimenten die technopolis ®<br />
naar je klas brengen!<br />
2de graad Secundair onderwijs<br />
Dit project wordt ondersteund binnen het actieplan Wetenschapscommunicatie, een initiatief van de Vlaamse overheid
COLOFON<br />
Het educatief pakket ‘HoeZitDat?!’ is een actie binnen het actieplan Wetenschapscommunicatie, een initiatief van de<br />
Vlaamse overheid.<br />
Het educatief pakket ‘HoeZitDat?!’ werd gerealiseerd door <strong>Technopolis</strong>® , het Vlaamse doe-centrum voor wetenschap en<br />
technologie in Mechelen.<br />
Met <strong>Technopolis</strong>® brengt F.T.I vzw in opdracht van de Vlaamse regering wetenschap en technologie dichter bij de mens.<br />
Voor meer informatie over het actieplan Wetenschapscommunicatie: www.ewi-vlaanderen.be/actieplan.<br />
Wees altijd voorzichtig! <strong>Technopolis</strong>® kan niet verantwoordelijk gesteld worden voor gebeurlijke schade of ongevallen<br />
tijdens het uitvoeren van de experimenten.<br />
Flanders Technology International vzw -2011- alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden gereprodu-<br />
ceerd zonder voorafgaandelijke schriftelijke toestemming van de uitgever.<br />
Verantwoordelijke uitgever: Erik Jacquemyn, Technologielaan, 2800 Mechelen.<br />
2
VOORWOORD<br />
Dit educatief pakket is een aanvulling bij de interactieve quiz “Hoe <strong>zit</strong> <strong>dat</strong>?!<strong>”</strong> (voor leerlingen<br />
van de 2de graad van het secundair onderwijs) die bovenop uw bezoek aan <strong>Technopolis</strong>® wordt<br />
aangeboden. Het educatief pakket helpt u uw bezoek aan <strong>Technopolis</strong>® en de wetenschapsquiz<br />
voor te bereiden. Het kan ook dienen om na uw bezoek in de klas verder in te gaan op wat de<br />
leerlingen tijdens hun bezoek hebben ervaren.<br />
In de wetenschapsquiz “Hoe <strong>zit</strong> <strong>dat</strong>?!<strong>”</strong> moeten de leerlingen de afloop van ieder experiment<br />
trachten te voorspellen. Dat stimuleert wetenschappelijk denken: observeer, analyseer, bere-<br />
deneer, voorspel, controleer.<br />
In het educatief pakket staat een omschrijving van het experiment zoals het door de edutainer<br />
werd uitgevoerd, aangevuld met een wetenschappelijke verklaring. Bij ieder uitgevoerd experiment<br />
wordt een gelijkaardig of aanvullend proefje voorgesteld <strong>dat</strong> u samen met de leerlingen in<br />
de klas met eenvoudige materialen kunt uitvoeren. Alle experimenten hebben ook een link naar<br />
een opstelling in <strong>Technopolis</strong>® waarnaar u de leerlingen kunt verwijzen tijdens hun bezoek. Voor<br />
de leerkracht is er ook achtergrondinformatie toegevoegd.<br />
In elk hoofdstuk wordt aangeduid welke specifieke eindtermen behaald worden bij het behandelen<br />
van de betreffende wetenschappelijke thema’s. Achteraan het pakket vindt u nog enkele<br />
meer algemene eindtermen terug, die de scholenshow en het educatief pakket kunnen helpen<br />
realiseren.<br />
Voor meer informatie kunt u steeds terecht op www.technopolis.be. Onder het hoofdstuk ‘leerkrachten’<br />
vindt u ook nog andere experimenten die u in de klas kunt uitvoeren.<br />
Op deze webstek treft u ook andere nuttige informatie aan. U vindt er onder andere een lijst met<br />
alle opstellingen in <strong>Technopolis</strong>® , met telkens een beschrijving, de tekst van het label <strong>dat</strong> bij de<br />
opstelling staat, plus extra wetenschappelijke achtergrond bij het onderwerp van de opstelling.<br />
U vindt er nog meer proefjes die de leerlingen kunnen doen, fysiek in de klas of aan het computerscherm,<br />
en een heleboel extra educatief materiaal rond andere onderwerpen die in de klas<br />
aan bod komen.<br />
We wensen u veel plezier met dit educatief pakket!<br />
3
INHOUD<br />
Colofon ..........................................................................................................................................2<br />
Voorwoord .....................................................................................................................................3<br />
Inhoud............................................................................................................................................4<br />
1. Vast gas ....................................................................................................................................5<br />
2. IJskoud blik ..............................................................................................................................8<br />
3. H₂O₂ wordt H₂O .......................................................................................................................11<br />
4. Lekkende vaten......................................................................................................................14<br />
5. Ballon met zout water ...........................................................................................................17<br />
6. Gloeiend heet en ijskoud ......................................................................................................20<br />
Eindtermen ..................................................................................................................................24<br />
<strong>Technopolis</strong> ® , waar experimenteren fun is! ..................................................................................25<br />
4
VAST GAS 1.1 Wat LEERdE JE iN dE ShoW?<br />
EXPERiMENt: Co 2 EN iNdiCatoREN<br />
De edutainer voegt CO₂-ijs toe aan enkele vazen gevuld met gekleurd water. Er ontstaat witte<br />
waterdamp en de vloeistoffen veranderen van kleur.<br />
Wat iS dE WEtENSChaPPELiJKE VERKLaRiNG?<br />
Het water in de vazen kreeg een kleurtje door toevoeging van een zuur-base-indicator. Zuurbase-indicatoren<br />
verkleuren wanneer ze in aanraking komen met een zuur of een base. Wanneer<br />
je CO₂ , ook wel koolstofdioxide of koolzuurgas genoemd, aan water toevoegt, ontstaat er<br />
een zuur (koolzuur of H₂CO₃), volgens de reactievergelijking CO₂ + H₂ O H₂ CO₃. Dat is ook wat<br />
er gebeurt in koolzuurhoudende waters of frisdranken, vol CO₂ –bubbels. Dat zwakke koolzuur<br />
splitst in water: H₂ CO₃ 2H + CO₃ . Het zijn net die H -ionen die voor de verzuring van water<br />
zorgt (hoe meer H -ionen in water, hoe zuurder een oplossing). Wanneer je dus de vaste vorm<br />
van CO₂ (CO₂-ijs of droogijs) aan de vazen met gekleurd water toevoegt, wordt het water zuur<br />
en veranderen de indicatoren van kleur.<br />
Niet alleen in de bubbels van frisdranken <strong>zit</strong> CO₂. Ook de lucht die wij uitademen bestaat voor<br />
zo’n 4% uit CO₂. Bovendien <strong>zit</strong> CO₂ ook in de uitlaatgassen van auto’s, in de rook die uit de<br />
schouwpijpen van huizen en fabrieken komt, … Door deze (extra) CO₂-uitstoot warmt de aarde<br />
steeds meer op. CO₂ is immers een broeikasgas. De zonnestralen die op de aarde invallen<br />
worden gedeeltelijk weerkaatst. Maar de vele CO₂-deeltjes in de lucht laten de stralen niet meer<br />
ontsnappen waardoor de aarde steeds meer opwarmt. Vandaar de naam broeikasgas. De CO₂deeltjes<br />
maken van de aarde een soort serre (een broeikas) waar het steeds warmer wordt.<br />
Het vele CO₂ <strong>dat</strong> tegenwoordig uitgestoten wordt, heeft nog meer kwalijke effecten. Door<strong>dat</strong><br />
de CO₂-deeltjes zich vermengen met het zeewater, verzuurt de zee. En niet zo’n klein beetje:<br />
ongeveer de helft van alle CO₂ <strong>dat</strong> de mensheid de lucht in stuurt door verbranding van fossiele<br />
brandstoffen, komt in de oceanen terecht. Dat is heel schadelijk voor de levende organismen<br />
in de zee. Net zoals de gootsteen of de koffiezet ontkalkt wordt met zure azijn, zal het zure effect<br />
van opgelost CO₂ het zeewater op termijn ontkalken. En <strong>dat</strong> heeft uiteraard zijn gevolgen<br />
voor koraalriffen en andere levende organismen in onze zeeën en oceanen. De pH van onze<br />
oceanen is met ongeveer 0,1 gedaald sinds het begin van de industriële revolutie. Dat klinkt<br />
weinig, maar pH is een logaritmische schaal. Een daling van de zuurgraad met 0,1 komt overeen<br />
met 29% (!) meer H -ionen in het water!<br />
5
VAST GAS<br />
1.2 doE-oPStELLiNG iN tEChNoPoLiS ® :<br />
WERELd-BoL<br />
CO₂ is een broeikasgas. Dat betekent <strong>dat</strong> de aarde stilaan opwarmt door de<br />
extra uitstoot van CO₂ door bijvoorbeeld de verbranding van fossiele brand-<br />
stoffen (steenkool, aardolie, aardgas). De zonnestralen vallen op de aarde en<br />
weerkaatsen. Maar de vele CO₂-deeltjes in de lucht laten de stralen niet meer<br />
ontsnappen waardoor de aarde steeds meer opwarmt. Vandaar de naam broeikasgas.<br />
De CO₂-deeltjes maken van de aarde een soort serre (een broeikas)<br />
waar het steeds warmer wordt. Bij deze opstelling kan o.a. je zien welke landen<br />
het meeste CO₂ uitstoten.<br />
Op onze wereld-bol kun je wereldomspannende dingen zien gebeuren.<br />
Als gewone sterveling merk je ze niet, maar ze bepalen wel je leefomstandigheden.<br />
Kies op het aanraakscherm welk fenomeen je wilt bekijken.<br />
In deze opstelling – een reusachtige bol die als beeldscherm dient –<br />
kun je onder andere het wereldklimaat bekijken. Je kiest in het menu<br />
uit een aantal fenomenen, en je ziet dan hoe ze zich op wereldschaal<br />
gedragen, van stof van vulkaanuitbarstingen tot temperaturen, CO₂gehalten,<br />
orkanen en ijsdiktes. De wereld-bol toont je hoe die feno-<br />
menen evolueren, in tijd en ruimte.<br />
1.3 doE hEt zELF… MaaR daN aNdERS:<br />
RodEKooLSaP<br />
• Rodekoolsap (<strong>dat</strong> kan je makkelijk zelf ma-<br />
ken door fijngesneden rodekool voor de<br />
helft onder water te zetten en 10 minuten<br />
aan de kook te brengen. Na afkoelen giet je<br />
het sap door een zeef.)<br />
• 3 glazen met wat water<br />
• Azijn<br />
• Cola<br />
• Afwasmiddel<br />
Neem de glazen met water en voeg wat rodekoolsap toe zo<strong>dat</strong> het<br />
water kleurt. Voeg in het 1ste glas wat azijn toe, in het 2de cola en in<br />
het 3de wat afwasmiddel. Wat gebeurt er met de kleur van het rode-<br />
koolsap?<br />
Ook rodekoolsap is een zuur-base-indicator. Door toevoeging van een<br />
zuur (azijn, cola) kleurt het rodekoolsap nog roder. Toevoeging van<br />
een base (afwasmiddel) geeft aan rodekoolsap een groene kleur.<br />
Een rodekool die je in de winkel koopt is eerder paars. Tijdens de<br />
bereiding wordt er wat azijn of zure appeltjes aan de rode kool toegevoegd.<br />
Zo verandert de paarse kool in rodekool!<br />
6
VAST GAS 1.4 aChtERGRoNdiNFoRMatiE<br />
In de natuur vind je wel vaker zuur-base-indicatoren. De kleurstof die een roos haar rode kleur<br />
geeft bijvoorbeeld, verandert ook van kleur wanneer ze in een zure of basische omgeving<br />
terecht komt. Zure stoffen smaken meestal zuur, zoals citroensap, pompelmoessap, azijn.<br />
Basische stoffen smaken eerder zeepachtig. Bekende basische stoffen zijn toiletzeep, afwasmiddel,<br />
maagzout en ammoniak.<br />
De mogelijkheid om van kleur te veranderen, zorgt soms voor grappige taferelen. Mensen<br />
die een blauwe hortensiastruik aangekocht hebben, schrikken zich het volgende seizoen een<br />
hoedje wanneer de nieuw uitgekomen hortensia’s roze zijn. Dat heeft alles te maken met de<br />
zuurgraad. In kalkrijke bodems krijgt de hortensia roze bloemen, in eerder zure bodems kleuren<br />
de bloemen mooi blauw.<br />
Kleurstoffen die van kleur veranderen met de zuurgraad, kunnen erg handig zijn voor wetenschappers.<br />
Als je wil weten of een stof zuur of basisch is, kan je immers niet altijd gewoon<br />
proeven. Sommige stoffen zijn giftig, andere smaken zoet vanwege de grote hoeveelheid suiker<br />
die erin opgelost is (denk maar aan cola, die zoet smaakt maar eigenlijk heel zuur is). Een<br />
bekende zuur-base indicator die in laboratoria gebruikt wordt, is lakmoes, <strong>dat</strong> rood kleurt in een<br />
zure omgeving en blauw in een basische omgeving. Lakmoes wordt gewonnen uit korstmossen<br />
(een combinatie van algen en schimmels).<br />
1.5 EiNdtERMEN<br />
Bij het hoofdstuk ‘Vast gas’ passen volgende eindtermen:<br />
Natuurwetenschappen - chemie<br />
• C1: De leerlingen kunnen met eenvoudig materiaal de pH van een oplossing bepalen.<br />
• C26 – pH-bepaling: De leerlingen kunnen methoden aangeven om de pH van een oplos-<br />
sing vast te stellen en op basis van deze pH-waarde de oplossing karakteriseren als zuur,<br />
neutraal of basisch.<br />
7
IJSKOUD<br />
BLIK<br />
2.1 Wat LEERdE JE iN dE ShoW?<br />
EXPERiMENt: BLiK MEt VLoEiBaRE StiKStoF<br />
De edutainer doet wat vloeibare stiksof in een verfblik en sluit het meteen af met een<br />
deksel. Na een tijdje vliegt het deksel met een knal van het blik.<br />
vloeibaar<br />
stikstof<br />
Wat iS dE WEtENSChaPPELiJKE VERKLaRiNG?<br />
Water kookt bij 100°C. Bij <strong>dat</strong> kookpunt verdampt de vloeistof tot waterdamp. Waterdamp<br />
neemt meer plaats in dan water. Vandaar <strong>dat</strong> tijdens het koken van aardappelen,<br />
het deksel begint te dansen op de kookpot.<br />
Het kookpunt van vloeibare stikstof ligt op – 196°C. Dat wil zeggen <strong>dat</strong> vloeibare stikstof<br />
op – 196°C overgaat van vloeibare naar gasvormige toestand. De omgevingslucht<br />
is dus meer dan warm genoeg om vloeibare stikstof aan de kook te brengen. Eén liter<br />
vloeibare stikstof kan verdampen tot 700 liter gas. Dat is dus een enorme volumetoename!<br />
Geen wonder <strong>dat</strong> een afgesloten blik open knalt.<br />
2.2 doE-oPStELLiNG iN tEChNoPoLiS ® :<br />
LaNCEER EEN WaRME LUChtBaLLoN<br />
In <strong>Technopolis</strong>® kunnen de leerlingen zelf ontdekken <strong>dat</strong> warme lucht stijgt. Ze<br />
verwarmen de lucht in een grote luchtballon en laten hem stijgen tot aan het<br />
plafond, tien meter hoog.<br />
Druk op de rode knop om de lucht in de ballon op te warmen, tot<br />
de groene knop oplicht. Druk vervolgens op de groene knop om de<br />
luchtballon te lanceren.<br />
De heteluchtballon stijgt tot aan het dak van <strong>Technopolis</strong>®.<br />
Als deze ballon gevuld is met lucht op kamertemperatuur, dan zweeft<br />
hij niet. De lucht in de ballon weegt niet meer of minder dan hetzelfde<br />
volume lucht erbuiten. Het materiaal van de ballon, <strong>dat</strong> een eigen<br />
massa heeft, valt daarom door de zwaartekracht naar beneden.<br />
Ballonvaarders kunnen tóch omhoog, om<strong>dat</strong> ze de lucht in de ballon<br />
verhitten. Hete lucht zet uit, waardoor dezelfde luchtballon een<br />
kleinere hoeveelheid lucht kan bevatten. De heteluchtballon weegt nu<br />
minder dan de buitenlucht die hij verplaatst. Hij stijgt.<br />
8<br />
BANG
IJSKOUD<br />
BLIK<br />
AAN DE<br />
2.3 doE hEt zELF… MaaR daN aNdERS: KoUdE LUCht<br />
• Bunsenbrander<br />
• Leeg drankblikje met een weinig water<br />
• Grijptang<br />
• Kom met ijswater<br />
Hou het blikje met de grijptang boven de bunsenbrander. Breng het water in<br />
het blikje aan de kook.<br />
Wanneer het water kookt, zet je het blikje vliegensvlug met de opening naar<br />
beneden in het ijswater<br />
Het blikje implodeert, het deukt in elkaar.<br />
Door het blikje op te warmen, zet de lucht in het blik uit. Wanneer je nadien<br />
het blikje omgekeerd in het ijswater zet, koelt de lucht in het blik plots af. De<br />
lucht ‘krimpt’ als het ware. Om<strong>dat</strong> het blikje omgekeerd in het water werd<br />
gezet, kan er geen lucht bij in het blik. In het blik ontstaat een onderdruk en<br />
de omgevingslucht drukt het blik samen. Het blikje implodeert.<br />
9
IJSKOUD<br />
BLIK<br />
2.4 aChtERGRoNdiNFoRMatiE<br />
2.5 EiNdtERMEN<br />
Bij het hoofdstuk ‘IJskoud blik’ passen volgende eindtermen:<br />
Warme lucht stijgt, <strong>dat</strong> is een vaststaand feit.<br />
Denk maar aan een heteluchtballon. En toch voel<br />
je het kouder en kouder worden, naarmate je hoger<br />
de bergen in trekt. Waarom geraakt de warme<br />
lucht niet op die hoge bergtoppen?<br />
Wees gerust: aan de wetten van de fysica wordt<br />
wel degelijk voldaan. Die warme lucht geraakt<br />
er wél. Maar een wetenschapper houdt reke-<br />
ning met alle omstandigheden. Bijvoorbeeld<br />
met de luchtdruk. Terwijl de warme lucht stijgt<br />
en stijgt, komt hij in luchtlagen met een steeds<br />
lagere luchtdruk terecht. Dat komt door de<br />
zwaartekracht: hoe hoger, hoe minder lucht op de<br />
onderliggende luchtlagen drukt. De lucht wordt<br />
ijler. De warme, opstijgende lucht past zich aan<br />
aan zijn omgeving door uit te zetten. En wanneer<br />
lucht uitzet, koelt ze af.<br />
Dat fenomeen heb je ongetwijfeld al aan de<br />
levende lijve ondervonden. Wanneer je een spuitbus gebruikt, voelt het gas <strong>dat</strong> eruit<br />
komt koud aan. Adiabatische expansie, heet <strong>dat</strong>. In de spuitbus wordt het gas onder<br />
hoge druk bewaard. Bij het spuiten, komt het gas plots in een omgeving van veel<br />
lagere druk terecht: het gas zet uit en koelt tegelijkertijd af.<br />
Omgekeerd lukt het ook. Je hebt vast al eens gevoeld hoe een fietsband opwarmt<br />
wanneer je hem oppompt. En ook de pomp wordt warmer. Dat laatste ligt dus niet<br />
aan de wrijving van de zuiger tegen de wand, zoals vaak gedacht wordt, maar aan de<br />
opwarming van de samengedrukte lucht.<br />
Het heeft allemaal te maken met energie. Lucht kan niet zomaar uitzetten, daarvoor<br />
moet arbeid verricht worden. De enige vorm van energie die de luchtdeeltjes daarvoor<br />
kunnen gebruiken, is hun eigen thermische energie, of de mate waarin de luchtmo-<br />
leculen ten opzichte van elkaar bewegen. Hoe hoger de temperatuur van de lucht,<br />
hoe sneller luchtdeeltjes bewegen ten opzichte van elkaar en hoe vaker ze met elkaar<br />
botsen. Hoe ijler de lucht, hoe verder de deeltjes van elkaar komen te <strong>zit</strong>ten en hoe<br />
minder snel ze met elkaar botsen.<br />
In het geval van ideale, droge lucht, daalt de temperatuur met 10°C per kilometer<br />
hoogte. Maar de gassen in onze atmosfeer zijn verre van ideaal, er <strong>zit</strong> immers ook<br />
heel wat water en vocht in onze lucht. Als de lucht afkoelt, kan waterdamp condense-<br />
ren en komt er latente warmte vrij. In werkelijkheid zal de temperatuur dus slechts zo’n<br />
6°C dalen per kilometer hoogte.<br />
Natuurwetenschappen – fysica<br />
• F2: De leerlingen kunnen de ideale gaswet (pV/T = constante) in formulevorm toe-<br />
passen.<br />
• F25: De leerlingen kunnen het deeltjesmodel van de materie beschrijven en met<br />
behulp van dit model aggregatietoestanden en fasenovergangen en druk van een<br />
gas verklaren.<br />
10
H 2 O 2<br />
WORDT<br />
H 2 O<br />
3.1 Wat LEERdE JE iN dE ShoW?<br />
EXPERiMENt: Co 2 EN iNdiCatoREN<br />
De edutainer voegt kaliumjodide (KI) toe aan een mengsel van waterstofperoxide (H₂O₂) en<br />
zeepsop. Daardoor start een chemische reactie. Er ontstaat een gigantische schuimberg.<br />
Wat iS dE WEtENSChaPPELiJKE VERKLaRiNG?<br />
KI is in deze reactie de katalysator die het proces waarbij H₂O₂ wordt omgezet in water (H₂O),<br />
versnelt. Op zeer korte tijd komt er veel zuurstofgas vrij. Dat zuurstof vormt belletjes in het<br />
zeepsop met overvloedige schuimvorming tot gevolg.<br />
De reactievergelijking ziet er als volgt uit (KI is een zout <strong>dat</strong> in oplossing voorkomt als de ionen<br />
K en I ):<br />
H₂O₂ + I H₂O + OI<br />
H₂O₂ + OI H₂O + O₂ + I<br />
Om<strong>dat</strong> het I -ion netto niet weg reageert, noemt men KI een katalysator.<br />
Dit is een exotherme reactie. Dat betekent <strong>dat</strong> er bij deze chemische reactie warmte vrijkomt. Er<br />
bestaan ook reacties waar net het omgekeerde gebeurt, dan wordt heel veel koude afgegeven<br />
(m.a.w. warmte opgenomen). Sommige chemische reacties produceren rook, gaan gepaard met<br />
een knal of geven zelfs licht!<br />
11<br />
Kl
H 2 O 2<br />
WORDT<br />
H 2 O<br />
3.2 doE-oPStELLiNG iN tEChNoPoLiS ® :<br />
WatERStoFRaKEt<br />
Maak zelf waterstof en zuurstof, meng ze tot knalgas en doe daar een elektrische<br />
vonk bij. Knalt je raket tot tegen het plafond? Niet meteen iets <strong>dat</strong> je<br />
veilig thuis kunt doen, maar bij ons kan het wel.<br />
Draai aan de hendel om brandstof te maken. Volg het brandstofpeil<br />
op de meter. Als de knop VUUR oplicht, druk je hem in.<br />
Je maakt elektriciteit, waarmee je het water omzet in waterstofgas<br />
en zuurstofgas. Wanneer je vuurt, worden de gassen gemengd en<br />
aangestoken.<br />
Waterstof wordt in verschillende types raketten als brandstof gebruikt.<br />
Om<strong>dat</strong> zulke raketten ook in het luchtledige moeten kunnen<br />
vliegen, worden ze aan het begin van hun ruimtereis voorzien van<br />
voldoende zuurstof. De grote, roestbruine brandstoftank waarop<br />
de Space Shuttle is bevestigd, is gevuld met vloeibaar zuurstof en<br />
vloeibaar waterstof. Bij het lanceren worden die vloeistoffen naar<br />
de hoofdmotoren gepompt, waar ze verdampen en met elkaar reageren.<br />
Zo’n 9 minuten na de lancering wordt de lege brandstoftank<br />
afgeworpen.<br />
3.3 doE hEt zELF… MaaR daN aNdERS:<br />
SUiKER iN BRaNd<br />
• Twee suikerklontjes<br />
• Twee vuurvaste schaaltjes<br />
• As (bijvoorbeeld van de barbecue of uit de haard)<br />
• Lucifers<br />
Leg de suikerklontjes elk op een schaaltje. Neem een lucifer en probeer het<br />
eerste klontje in brand te steken. Dat lukt niet.<br />
Strooi nu wat as over het tweede klontje en neem opnieuw een lucifer om het<br />
klontje in brand te steken. Er verschijnt een blauwe vlam en het klontje brandt<br />
op.<br />
Het is niet de as die brandt, maar wel degelijk het klontje suiker. De as blijft onveranderd<br />
en doet dus dienst als katalysator.<br />
12
H 2 O 2<br />
WORDT<br />
H 2 O<br />
3.4 aChtERGRoNdiNFoRMatiE<br />
Een katalysator is een stof die een chemische reactie versnelt, zonder zelf op te raken. Dat wil<br />
niet zeggen <strong>dat</strong> de katalysator zelf geen chemische reactie ondergaat. De katalysator reageert<br />
wel degelijk tijdens het chemisch proces. Daarbij wordt een tussenproduct gevormd. Dat tussenproduct<br />
reageert op zijn beurt, waarop terug de oorspronkelijke katalysator gevormd wordt.<br />
Om die reacties te laten plaatsvinden, is veel minder energie nodig dan om de reactie zonder<br />
katalysator te laten doorgaan. Daardoor gaat het proces veel sneller.<br />
Katalysatoren zijn onmisbaar voor ons leven. Want in ons lichaam worden ook suikers (koolwaterstoffen)<br />
verbrand. En <strong>dat</strong> bij een temperatuur van slechts 37°C. Hoger verdragen wij immers<br />
niet. De katalysatoren die in ons lichaam voor de verbranding van voedingsstoffen zorgen, en<br />
dus voor het winnen van energie, noemt men ‘enzymen’.<br />
3.5 EiNdtERMEN<br />
Bij het hoofdstuk ‘H₂O₂ wordt H₂O’ past volgende eindterm:<br />
Natuurwetenschappen - chemie<br />
• C1: De leerlingen kunnen met eenvoudig materiaal eenvoudige chemische reacties veilig<br />
uitvoeren.<br />
13
LEKKENDE<br />
VATEN<br />
4.1 Wat LEERdE JE iN dE ShoW?<br />
EXPERiMENt: WELK Vat iS hEt SNELSt LEEG?<br />
De edutainer toont twee identieke vaten met onderaan een identiek gat. In één van de<br />
twee vaten <strong>zit</strong> een darmpje door het gat. De vaten worden gevuld met water. Welk vat<br />
loopt het snelst leeg?<br />
Het vat met het darmpje loopt sneller leeg dan het andere.<br />
Wat iS dE WEtENSChaPPELiJKE VERKLaRiNG?<br />
Het vat met het darmpje loopt het eerst leeg, om<strong>dat</strong> de hoogte van de waterkolom van<br />
belang is. Bij het vat zonder darmpje is de hoogte ongeveer 15 cm, maar bij het vat<br />
met darmpje is die twee keer zo hoog. Daardoor is de druk onderaan ook twee keer<br />
zo groot en wordt het water sneller geloosd.<br />
Water in een waterkolom oefent een druk uit op de ondergrond. Dat komt door het<br />
gewicht van het water. Net zoals ons eigen gewicht druk uitoefent op de aarde (kijk<br />
maar eens naar je voetafdrukken in een zanderige ondergrond), oefent het gewicht<br />
van water druk uit op de ondergrond. Die druk stijgt met de diepte.<br />
De zwemmers in de klas hebben de druk van water vast al aan den lijve ondervonden.<br />
Wanneer je duikt naar de bodem van het zwembad, voel je de druk op je oren stijgen.<br />
Die druk heeft dus niets te maken met de hoeveelheid water boven je, maar alleen<br />
met de hoogte van de waterkolom boven je. Hoe dieper je duikt, hoe groter de druk<br />
van het water boven je.<br />
4.2 doE-oPStELLiNG iN tEChNoPoLiS ® :<br />
WatERdRUK<br />
Hoe hoog is de waterzuil die jij nog kunt tegenhouden? Lager dan je dacht!<br />
Stop je hand in de doos en sluit met je hand de waterpijp af. Probeer de waterkolom<br />
in de pijp zo hoog mogelijk te laten worden. In welke pijp krijg je het<br />
water het hoogst, denk je?<br />
In tegenstelling tot wat je verwacht, krijg je het water in de smalle buis niet hoger<br />
dan in de brede buis!<br />
In deze opstelling moet je weerstand bieden tegen de ‘hydrostatische’ druk. Dat<br />
is de druk die je voelt onder water, door het gewicht van de waterzuil boven je.<br />
Die druk stijgt uiteraard met de diepte. Hij hangt enkel af van de hoogte van de<br />
waterzuil boven je, niet van zijn breedte. Een druk is een kracht per oppervlakte.<br />
Om de druk in de buizen te kunnen vergelijken, hebben ze onderaan allemaal<br />
dezelfde oppervlakte<br />
14
LEKKENDE<br />
VATEN<br />
AAN DE<br />
4.3 doE hEt zELF… MaaR daN aNdERS: WatERVaL<br />
• Plastic fles van 1,5 of 2 liter<br />
• Dikke, scherpe naald<br />
• Plakband<br />
• Water<br />
• Meetlat<br />
• Opvangbak voor water<br />
Prik voorzichtig drie gaatjes in de fles op verschillende hoogte (boven, midden,<br />
onder). Kleef de gaatjes dicht met kleefband. Vul de fles meet water.<br />
Verwijder de kleefband en observeer de waterstralen.<br />
Als je de kleefband verwijdert, stroomt uit ieder gaatje water, maar allemaal<br />
met verschillende sterkte. Het verst spuit het water uit het onderste gat, het<br />
minst ver uit het bovenste. In de onderste waterlagen is de waterdruk (er is<br />
meer water <strong>dat</strong> drukt) groter dan in de hogere. Het water spuit daardoor met<br />
een grotere snelheid ver naar buiten.<br />
15
LEKKENDE<br />
VATEN<br />
4.4 aChtERGRoNdiNFoRMatiE<br />
Gewicht en druk zijn twee begrippen die vaak verward worden. In elke vloeistof<br />
ontstaat – behalve in het geval van gewichtloosheid – vanzelf een ‘hydrostatische<br />
druk’ . Die druk stijgt met de diepte. De oorzaak is eenvoudig: het gewicht van de<br />
waterlaag boven het punt waar je meet. Hydrostatische druk wordt, zoals elke druk,<br />
uitgedrukt in pascal (1 Pa = 1 N/m²). De hydrostatische druk is gelijk aan de dichtheid<br />
van de vloeistof, maal de zwaartekrachtversnelling, maal de hoogte van de waterkolom.<br />
Voor een gegeven vloeistof hangt die dus enkel af van de diepte waarop je meet<br />
(de hoogte van de waterkolom boven je meetpunt).<br />
Druk wordt uitgedrukt per oppervlakte-eenheid. Dat je met een vloeistof een kracht<br />
kunt uitoefenen die evenredig is met de oppervlakte waartegen die vloeistof duwt,<br />
wordt volop uitgebuit in de hydraulica.<br />
Verbind twee zuigers, een met een grote diameter en een met een kleine diameter,<br />
via een slang vol vloeistof. In die vloeistof heerst overal dezelfde druk. Die druk oefent<br />
via de grote zuiger een grote kracht uit (gelijk aan de druk maal de oppervlakte van<br />
de zuiger) en via de kleine zuiger een kleine kracht (eveneens gelijk aan de druk maal<br />
de oppervlakte van de zuiger). Met andere woorden: je kunt met een kleine kracht<br />
de kleine zuiger indrukken, waardoor aan het andere eind de grote zuiger met grote<br />
kracht naar buiten beweegt.<br />
Hydraulische systemen zijn dus krachtvergroters – en ook krachtverplaatsers: beide<br />
zuigers kunnen zich een eind van elkaar bevinden, zolang ze maar via een vloeistof<br />
verbonden zijn. En ze kunnen zich in bizarre onderlinge posities bevinden, die via een<br />
systeem van stangen lastig met elkaar te verbinden zouden zijn.<br />
Om<strong>dat</strong> niets in het leven gratis is, moet je ook iets inleveren in ruil voor het vergroten<br />
van je kracht: afstand. Als je kracht vijfmaal vergroot werd (oppervlakte van de grote<br />
zuiger vijf maal zo groot als die van de kleine), dan moet je in ruil de kleine zuiger vijfmaal<br />
dieper indrukken dan de grote naar buiten zal bewegen. Dit doet denken aan de<br />
klassieke hefbomen, waar je eveneens afstand moet inleveren in ruil voor kracht. Als<br />
je met een koevoet een zware kist wilt optillen, zal jouw eind van de koevoet een heel<br />
eind moeten bewegen om de kist slechts enkele millimeters op te tillen.<br />
Hydraulische systemen zie je vaak in bulldozers, waar een klein pompje genoeg is om<br />
de schep van de bulldozer een enorme kracht te laten uitoefenen. Hydraulische systemen<br />
zijn met het blote oog te herkennen als lange cilinders waaruit glimmende staven<br />
naar buiten komen, en die via slangetjes met elkaar verbonden zijn. In de cilinders<br />
en slangetjes <strong>zit</strong> een ‘hydraulische vloeistof’, meestal olie. Ook de kipbak van vrachtwagens<br />
wordt meestal via een hydraulische cilinder, of een reeks in elkaar passende<br />
hydraulische cilinders, omhooggeduwd.<br />
De meeste auto’s remmen hydraulisch: jij oefent met je voet een kleine kracht uit op<br />
het rempedaal, terwijl de wielen met een grote kracht afgeremd worden. (In remsystemen<br />
worden ook nog eens hefbomen toegepast om de kracht nog verder te vergroten,<br />
maar <strong>dat</strong> doet niets af aan het principe.)<br />
4.5 EiNdtERMEN<br />
Bij het hoofdstuk ‘Lekkende vaten’ passen volgende eindtermen:<br />
Natuurwetenschappen – fysica<br />
• F2: De leerlingen kunnen de wet van de hydrostatische druk (p = ρgh) in formule-<br />
vorm toepassen.<br />
• F27: De leerlingen kunnen de druk in een vloeistofverklaren en de grootte ervan<br />
berekenen.<br />
16
BALLON<br />
MET ZOUT<br />
WATER<br />
5.1 Wat LEERdE JE iN dE ShoW?<br />
EXPERiMENt: ziNKENdE EN StiJGENdE BaLLoN<br />
De edutainer legt een ballon, gevuld met zout water, in een vaas met leidingwater. De ballon<br />
zinkt naar de bodem.<br />
Vervolgens voegt de edutainer wat zout toe aan de vaas. Nu stijgt de ballon naar het wateroppervlak.<br />
Wat iS dE WEtENSChaPPELiJKE VERKLaRiNG?<br />
Of iets drijft of zinkt, hangt af van de dichtheid van een voorwerp. Als de dichtheid van een<br />
voorwerp kleiner is dan die van de vloeistof waarin je het loslaat, zal het drijven. Is de dichtheid<br />
groter, dan zinkt het voorwerp.<br />
Door zout aan het water in de ballon toe te voegen, kreeg het water in de ballon een grotere<br />
dichtheid dan het omgevingswater. De ballon werd ook zwaarder (kreeg een grotere massa/vo-<br />
lumeverhouding). Daardoor zinkt de ballon naar de bodem.<br />
Door vervolgens zout toe te voegen aan het water in de vaas, werd de dichtheid van <strong>dat</strong> water<br />
eveneens verhoogd. Op het moment <strong>dat</strong> de zoutconcentratie (en dus de dichtheid) van het<br />
water in de vaas groter wordt dan de zoutconcentratie van het water in de ballon, stijgt de ballon<br />
naar het oppervlak.<br />
In de Dode Zee <strong>zit</strong> heel veel zout: bijna zes keer meer dan in de Noordzee. Het water in de<br />
Dode Zee is dan ook erg zwaar, heeft een grote dichtheid. Daarom blijven voorwerpen (zelfs<br />
mensen) die elders zinken, in de Dode Zee gewoon drijven.<br />
5.2 doE-oPStELLiNG iN tEChNoPoLiS ® :<br />
ziNKEN EN zWEVEN<br />
Niets in de mouwen, niets in de zakken, alleen een leeg cilindertje in helder water.<br />
En toch kan je het laten stijgen en zinken met een simpele druk op een knop.<br />
Duw op de knop en kijk naar het cilindertje <strong>dat</strong> in het water zweeft.<br />
Er is geen enkele verbinding zichtbaar tussen je knop en het cilindertje. Toch<br />
daalt het.<br />
Als je de knop loslaat, stijgt het weer. Zo’n cilindertje wordt ook wel een<br />
cartesiaans duiveltje genoemd. Binnenin het cilindertje <strong>zit</strong> een luchtbel. Als je<br />
op de knop duwt, zet je het water onder druk. Daardoor krimpt de luchtbel. Er<br />
komt meer water in het cilindertje, waardoor het zwaarder wordt en zinkt. Een<br />
duikboot regelt zijn diepte op precies dezelfde manier, door water in en uit te<br />
pompen.<br />
17
BALLON<br />
MET ZOUT<br />
WATER<br />
5.3 doE hEt zELF… MaaR daN aNdERS:<br />
MYStERiEUzE CoCKtaiL<br />
• Water<br />
• Olie<br />
• IJsblokje<br />
• Optioneel: voedingskleurstoffen (rood of blauw)<br />
• Hoog glas<br />
Giet eerst water in het glas. Kleur – indien gewenst – het water met<br />
enkele druppels voedingskleurstof. Doe nu voorzichtig wat olie in het<br />
glas. De olie blijft op het water drijven. Je ziet duidelijk twee lagen in<br />
het glas: een waterlaag (onderaan) en een olielaag (bovenaan). Gooi<br />
nu een ijsblokje in de ‘cocktail’.<br />
Het ijsblokje zinkt door de olie maar blijft drijven op het water. De dicht-<br />
heid van het ijsblokje is lager dan die van water (om<strong>dat</strong> water uitzet<br />
wanneer het bevriest), waardoor het blijft drijven op water. Maar de<br />
dichtheid van olie is nog lager dan die van het ijsblokje. Het ijsblokje<br />
zinkt dus door de olie.<br />
Vloeistoffen met een kleinere dichtheid drijven op vloeistoffen met een<br />
grotere dichtheid. Wil je <strong>dat</strong> de vloeistoffen zo weinig mogelijk mengen<br />
bij het samenstellen van je cocktail, dien je dus de vloeistoffen met de<br />
grootste dichtheid eerst in het glas te gieten.<br />
Tip voor een geslaagde zomercocktail<br />
• Giet eerst de meest suikerrijke drank (met de grootste dichtheid) in je cocktailglas<br />
• Sluit af met de meest alcoholrijke drank (met de kleinste dichtheid)<br />
• Een alcoholvrije laagjescocktail die je in de klas kan maken:<br />
honing – muntsiroop – appelsap – slagroom. Proost!<br />
18
BALLON<br />
MET ZOUT<br />
WATER<br />
5.4 aChtERGRoNdiNFoRMatiE<br />
Is het jou ook al opgevallen <strong>dat</strong> je in het zwembad<br />
lichter lijkt? Dat komt om<strong>dat</strong> het water jou omhoogduwt<br />
en een deel van je gewicht draagt. Je lichaam wordt<br />
dan net zoveel lichter als het gewicht van het water <strong>dat</strong><br />
je verplaatst. Dat werd ontdekt door Archimedes, in de<br />
derde eeuw vóór Christus. Het verklaart waarom zware<br />
schepen toch blijven drijven: als hun ‘waterverplaatsing’<br />
maar groot genoeg is, ondervinden ze een opwaartse<br />
kracht die gelijk is aan hun gewicht, en blijven ze<br />
drijven. Maak je ze zwaarder, dan zinken ze wat dieper,<br />
tot ze weer evenveel water verplaatsen als hun eigen<br />
massa. Een duikboot blijft zweven als de opwaartse<br />
kracht net even groot is als zijn gewicht. Daarom pompt<br />
hij water naar binnen of buiten, tot hij net evenveel<br />
weegt als het water <strong>dat</strong> hij in totaal verplaatst.<br />
Anders gezegd: of een voorwerp al of niet blijft drijven<br />
hangt af van zijn dichtheid. De dichtheid (massa per<br />
volume) kun je uitdrukken in kilogram per liter. De dichtheid van water is ongeveer 1 kg/l.<br />
Voorwerpen met een kleinere dichtheid drijven op water. Ze verplaatsen immers meer kg water<br />
dan ze zelf bevatten. In de praktijk stijgen ze voor een deel boven het water uit, tot ze nog net<br />
evenveel water verplaatsen als hun eigen massa.<br />
Voorwerpen met een grotere dichtheid dan 1 kg/l wegen meer dan het water <strong>dat</strong> ze verplaatsen.<br />
De opwaartse kracht die ze ondervinden is kleiner dan hun eigen gewicht, en ze zinken.<br />
Voorwerpen met een dichtheid van precies 1 kg/l blijven in het water zweven. Toch in zoet-<br />
water, want een liter zeewater weegt iets meer, zo<strong>dat</strong> een duikboot onder zee een tikje zwaar-<br />
der moet zijn dan in zoetwater, wil hij evenveel kg water verplaatsen als zijn eigen massa en<br />
blijven zweven.<br />
5.5 EiNdtERMEN<br />
Bij het hoofdstuk ‘Ballon met zout water’ passen volgende eindtermen:<br />
Natuurwetenschappen – fysica<br />
• F1: De leerlingen kunnen de grootheid ‘dichtheid’ definiëren in woorden en met behulp van<br />
de formule de eenheid aangeven.<br />
• F26: De leerlingen kunnen de dichtheid van een stof berekenen en beschrijven hoe de<br />
dichtheid experimenteel kan worden bepaald.<br />
19
GLOEIEND<br />
HEET EN<br />
IJSKOUD<br />
6.1 Wat LEERdE JE iN dE ShoW?<br />
EXPERiMENt: dE StiKStoFWoLK<br />
De edutainer giet vloeibare stikstof (-196°C) in één snelle haal bij kokend water<br />
(100°C). Het mengsel spat hoog op en er vormt zich een gigantische wolk gecondenseerde<br />
waterdamp.<br />
Wat iS dE WEtENSChaPPELiJKE VERKLaRiNG?<br />
De vloeibare stikstof koelt het kokend water plots gigantisch af. Tegelijkertijd warmt<br />
het stikstofgas op waardoor het massaal verdampt. Boven het warm-koude mengsel<br />
bevindt zich nu in eerste instantie een hoop waterdamp (gasvormig en onzichtbaar)<br />
en gasvormig stikstof. De waterdamp zal echter meteen condenseren (overgaan naar<br />
vloeibare toestand) op het koude stikstofgas. Dat kan je vergelijken met het waterdamp<br />
<strong>dat</strong> in de badkamer op de koude spiegel condenseert. De gecondenseerde<br />
waterdamp is de witte mist die je ziet verschijnen. Om<strong>dat</strong> het temperatuursverschil zo<br />
groot is (bijna 300°C), gebeurt het hele proces vrij hevig en spat alles hoog op. Net<br />
zoals wanneer je een hete frituurketel blust met water (<strong>dat</strong> doe je beter niet).<br />
6.2 doE-oPStELLiNG iN tEChNoPoLiS ® :<br />
KoUdER daN KoUd<br />
Hoe goed ben je bestand tegen diepvriestemperaturen? En als het er ook nog<br />
eens bij waait? Ervaar aan den lijve welk verschil een beetje wind kan maken.<br />
Open het deurtje en steek je hand voor minstens vijf seconden in de<br />
opening. Vergeet niet nadien het deurtje weer dicht te doen!<br />
Na een tijdje begint het te ‘waaien’ en voelt je hand nóg kouder aan<br />
dan voorheen. Je kunt de ‘werkelijke temperatuur’ en de ‘gevoelstemperatuur’<br />
aflezen.<br />
Aan je huid kleeft normaal een dun luchtlaagje, <strong>dat</strong> door je lichaam<br />
wordt opgewarmd. Het is een ietsje warmer dan de lucht eromheen.<br />
De wind blaast dit dun laagje lucht echter voortdurend weg en<br />
vervangt het door nieuwe lucht. Je lichaam heeft dan niet de tijd om<br />
die nieuwe lucht op te warmen. Daardoor bezorgt de wind je een kil<br />
gevoel. De ‘gevoelstemperatuur’ is met andere woorden veel lager<br />
dan de ‘echte’ temperatuur.<br />
20
GLOEIEND<br />
HEET EN<br />
IJSKOUD<br />
AAN DE<br />
6.3 doE hEt zELF… MaaR daN aNdERS:<br />
WoLK iN EEN FLES<br />
• Een stevige plastic fles van 2 liter (bijvoorbeeld een colafles)<br />
• Drie lucifers<br />
• Lauw water<br />
Doe een bodempje lauw water in de fles. Steek de drie lucifers tegelijkertijd<br />
aan en laat ze eventjes branden. Blaas ze gelijktijdig uit en doe ze – terwijl<br />
ze nog roken – in de fles. Draai nu zo snel mogelijk de stop op de fles.<br />
Knijp de fles flink samen en laat ze dan los. Er verschijnt een wolk in de fles.<br />
Wanneer je de fles weer samenknijpt, verdwijnt de wolk. Je kan deze handelingen<br />
enkele keren na elkaar herhalen. De wolk verschijnt en verdwijnt<br />
telkens opnieuw.<br />
21
Door op de fles te knijpen, verhoogt de druk in de fles. De luchtdeeltjes in de<br />
fles worden dichter bij elkaar gedrukt, waardoor de temperatuur stijgt. Warme<br />
lucht kan meer vocht bevatten, heel wat van het aanwezige water verdampt<br />
dus. Wanneer je plots stopt met knijpen, verlaagt meteen de druk in de fles.<br />
En dus ook de temperatuur. Koude lucht kan minder vocht bevatten, waardoor<br />
de waterdamp in de fles condenseert.<br />
Maar water condenseert het liefst op een oppervlak, zoals op de spiegel in de<br />
badkamer na een warm bad. Daarom hebben we eerst wat oppervlakken –<br />
condensatiekernen – aan de fles toegevoegd, onder de vorm van minuscule<br />
rookpartikeltjes. Die zijn in de fles terechtgekomen samen met de lucifers.<br />
Het water condenseert op die condensatiekernen en er ontstaat een wolk van<br />
waterdruppeltjes.<br />
In feite gebeurt er in de lucht om ons heen precies hetzelfde. Dicht bij de<br />
grond is de luchttemperatuur hoger dan wanneer je je hogerop bevindt. Dat<br />
merk je wanneer je op stap gaat in de bergen (de temperatuur daalt één<br />
graad per 100 à 150 meter klimmen) of wanneer de piloot in het vliegtuig de<br />
buitentemperatuur meedeelt (die tot -50 °C kan dalen).<br />
In het echte leven hebben rook en rookgassen ook een grote invloed op<br />
wolkenvorming. Dat ontdekten wetenschappers toen ze onderzoek deden<br />
naar de condensatiesporen die ontstaan in het rookspoor <strong>dat</strong> een stoomschip<br />
achterlaat boven de oceaan. Het wereldwijde, toenemende gebruik van kolen,<br />
olie en aardgas heeft dus niet alleen een effect op de temperatuur op aarde,<br />
maar ook op de hoeveelheid wolken en neerslag.<br />
22
GLOEIEND<br />
HEET EN<br />
IJSKOUD<br />
6.4 aChtERGRoNdiNFoRMatiE<br />
Je zou het niet zeggen als je ze als plukjes dons langs de hemel ziet zweven, maar wolken zijn<br />
puur water. Enorme hoeveelheden water bovendien. Één klein, pluizig wolkje kan al tussen de<br />
honderd en de duizend ton water bevatten. Genoeg voor een kudde olifanten. En toch blijft <strong>dat</strong><br />
water boven!<br />
Dat komt om<strong>dat</strong> een wolk uit héél kleine druppeltjes water bestaat, die elk apart in staat zijn om<br />
te blijven zweven. Een wolk is eigenlijk een mistbank. (En mist is een wolk op grondniveau.) Als<br />
je door mist loopt, krijg je na een tijdje allemaal kleine waterdruppeltjes op je kleren en je brilglazen.<br />
Dat bewijst alvast <strong>dat</strong> mist uit water bestaat. De druppeltjes die je op je kleren ziet hangen,<br />
ontstonden uit een hele reeks mistdruppeltjes die bovenop elkaar geland zijn, en samen-<br />
gevloeid. Net zoals motregen op een ruit samenvloeit tot grotere druppels. De individuele mistdruppeltjes<br />
zijn zó klein <strong>dat</strong> je ze niet apart kunt zien.<br />
Nu moeten we dus alleen nog te weten komen hoe je ginder hoog in de lucht mist moet maken.<br />
Daarvoor moet je weten <strong>dat</strong> het daarboven koud is. Hoe hoger je stijgt, hoe kouder het wordt.<br />
Als je al eens met een vliegtuig hebt gereisd, heb je de piloot misschien horen aankondigen <strong>dat</strong><br />
het buiten min vijftig was, of nog kouder. Nu hangen de meeste wolken wel wat lager dan een<br />
verkeersvliegtuig, maar toch nog op een hoogte waar het ijskoud is.<br />
Terug naar de grond nu, of beter, naar een wateroppervlak. Als de zon schijnt, wordt <strong>dat</strong> water<br />
warm. Een gedeelte ervan zal verdampen. Hou bij warm weer het niveau van de tuinvijver maar<br />
in de gaten: <strong>dat</strong> kan gemakkelijk een centimeter per dag zakken.<br />
Die warme waterdamp stijgt op, hoger en hoger. Waarbij het kouder en kouder wordt. Vroeg<br />
of laat zo koud, <strong>dat</strong> de waterdamp weer begint te condenseren, en druppeltjes vormt. Of zelfs<br />
ijskorreltjes. Daar is je wolk!<br />
Hetzelfde gebeurt in de badkamer: als je een warm bad neemt, verdampt een deel van <strong>dat</strong><br />
warme water. Die waterdamp kun je niet zien, maar een eindje verder zie je druppels ontstaan<br />
op de spiegel. De waterdamp die in aanraking kwam met het koude glas van de spiegel, condenseert<br />
opnieuw.In het groot spelen zeeën, meren en rivieren de rol van bad, en de koude<br />
luchtlagen spelen spiegel.<br />
Per jaar verdampt er op aarde 380 000 kubieke kilometer water. Dat vormt allemaal wolken.<br />
Om<strong>dat</strong> er ook nog zoiets bestaat als wind, hoeven die wolken niet te ontstaan boven de plaats<br />
waar het water verdampte. En eens ze ontstaan zijn, reizen ze onder invloed van de wind verder.<br />
Vaak zie je de wolken boven je hoofd voorbijtrekken. In de wolk botsen druppeltjes tegen<br />
elkaar tot grote druppels. Sommige van die druppels worden weer verstoven door de wind, andere<br />
groeien door. Als ze een millimeter of drie groot kunnen worden, zijn ze te zwaar en vallen<br />
ze naar beneden. Het regent.<br />
Al die 380 000 kubieke kilometer water komen uiteindelijk allemaal weer naar beneden, om<br />
boven of onder de grond terug te vloeien naar de zee, klaar voor het volgende rondje dampwolk-regen.<br />
6.5 EiNdtERMEN<br />
Bij het hoofdstuk ‘Gloeiend heet en ijskoud’ past volgende eindterm:<br />
Natuurwetenschappen – fysica<br />
• F25: De leerlingen kunnen het deeltjesmodel van de materie beschrijven en met behulp van<br />
dit model aggregatietoestanden en fasenovergangen en druk van een gas verklaren<br />
23
EiNdtERMEN<br />
In elk hoofdstuk werd reeds aangeduid welke specifieke eindtermen behaald worden<br />
bij het behandelen van de betreffende wetenschappelijke thema’s. Hieronder staan<br />
nog enkele meer algemene eindtermen die de scholenshow en het educatief pakket<br />
kunnen helpen realiseren.<br />
NatUURWEtENSChaPPEN<br />
WEtENSChaPPELiJKE VaaRdiGhEdEN:<br />
Met betrekking tot een concreet wetenschappelijk of toegepast wetenschappelijk pro-<br />
bleem, vraagstelling of fenomeen kunnen de leerlingen<br />
1: relevante parameters of gegevens aangeven, hierover informatie opzoeken<br />
en deze oordeelkundig aanwenden.<br />
2: een eigen hypothese (bewering, verwachting) formuleren en aangeven hoe<br />
deze kan worden onderzocht.<br />
5: omstandigheden die een waargenomen effect kunnen beïnvloeden, inschat<br />
ten.<br />
7: resultaten van experimenten en waarnemingen afwegen tegenover de ver<br />
wachte, rekening houdende met de omstandigheden die de resultaten kunnen<br />
beïnvloeden.<br />
8: resultaten van experimenten en waarnemingen verantwoord en bij wijze van<br />
hypothese, veralgemenen.<br />
16: De leerlingen kunnen met betrekking tot vakinhouden van de vakspecifieke<br />
eindtermen een voorbeeld geven van positieve en nadelige (neven)effecten<br />
van natuurwetenschappelijke toepassingen.<br />
18: De leerlingen kunnen met een voorbeeld illustreren <strong>dat</strong> economische en<br />
ecologische belangen de ontwikkeling van de natuurwetenschappen kunnen<br />
richten, bevorderen of vertragen.<br />
De leerlingen (attitudes)<br />
22*: zijn gemotiveerd om een eigen mening te verwoorden.<br />
25*: zijn bereid om samen te werken.<br />
28*: trekken conclusies die ze kunnen verantwoorden.<br />
24
tEChNoPoLiS®,<br />
WaaR EXPERiMENtEREN FUN iS!<br />
Fietsen op een kabel op 5 meter hoogte? Zelf een vliegtuig<br />
aan de grond zetten? In een superzeepbel staan? Een<br />
dutje doen op een spijkerbed? Een wandeling maken op de<br />
Maan? ... Je kunt het zo gek niet bedenken of je beleeft het<br />
in <strong>Technopolis</strong>®, het Vlaamse doe-centrum voor wetenschap<br />
en technologie.<br />
<strong>Technopolis</strong>® is geen gewoon museum, maar een doecentrum,<br />
waar je je uitleeft in meer dan 300 experimenten.<br />
Kinderen tussen 4 en 8 jaar kunnen zich uitleven in het<br />
Kinder-doe-centrum, waar 90 bijkomende interactieve<br />
opstellingen werden aangebracht op kindermaat en aangepast<br />
aan hun leefwereld. En in de Doe-tuin kun je zelfs in<br />
openlucht experimenteren.<br />
Je mag hier overal je neus insteken: je voelt, probeert en<br />
experimenteert zelf. Zo begrijp je de dingen beter en sneller<br />
en leer je op een toffe en spannende manier iets bij over<br />
wetenschap en technologie. Je zult merken <strong>dat</strong> wetenschap<br />
allesbehalve saai is!<br />
Spannende shows en toffe demo’s maken je bezoek aan<br />
<strong>Technopolis</strong>® extra leuk. Edutainers, <strong>Technopolis</strong>® medewer-<br />
k- ers, laten je tijdens zo’n show of demo op een leuke<br />
manier kennismaken met wetenschap. Zo kun je bijvoorbeeld<br />
je haren rechtop laten zetten aan de Van de Graaffgenerator.<br />
Niet met gel of haarlak maar ... met elektriciteit!<br />
Regelmatig staan er nieuwe shows en demo’s op het<br />
programma.<br />
<strong>Technopolis</strong>® trekt er ook regelmatig op uit! Kinderhappenings,<br />
beurzen, evenementen voor het grote publiek ...<br />
Afhankelijk van het soort evenement, zijn we aanwezig met<br />
een stand, een wetenschappelijke doe-hoek, opstellingen<br />
met experimenten, de TechnoVelo® of de wetenschapstruck<br />
MysteriX® .<br />
Voor scholen heeft <strong>Technopolis</strong>® een uitgebreid educatief<br />
aanbod. Educatieve pakketten en werkboekjes, educatieve<br />
parcours, wetenschapstheater, een wetenschapstruck,<br />
sessies gegeven door edutainers in de school zelf,... Leerkrachten<br />
uit zowel het basis- als het secundair onderwijs<br />
gebruiken het educatief materiaal van <strong>Technopolis</strong>® om de<br />
wetenschappelijke of technologische lessen aantrekkelijker<br />
te maken.<br />
Op www.technopolis.be vind je gratis downloadbaar<br />
educatief materiaal en meer informatie over het educatieve<br />
aanbod van <strong>Technopolis</strong>®.<br />
Wil je nog meer experimenteren? Neem dan een kijkje op<br />
www.experimenteer.be. Je vindt er heel wat leuke proefjes<br />
die je thuis of in de klas zelf kunt doen.<br />
Meer info? Surf: www.technopolis.be of bel: 015 / 34 20 00.<br />
<strong>Technopolis</strong>®, Technologielaan, 2800 Mechelen<br />
25
<strong>“hoE</strong> <strong>zit</strong> <strong>dat</strong>?!<strong>”</strong><br />
2de graad Secundair onderwijs