Waarom / doel van de activiteit

Spelenderwijs ontdekken wat stoom is.

Beschrijving van de activiteit

Ontdek met een aantal proefjes wat stoom is en hoe je het zelf kan maken.

Borreltijd

Je kunt water uit de kraan opwarmen in een pan op het gasfornuis. Na een tijdje gaat het water koken. Kun je water uit de kraan ook koken zonder het op te warmen?

Stappenplan

1. Vul meer dan de helft van de wijnfles met warm water uit de kraan.
2. Gebruik ovenwanten, zodat je je niet verbrand aan de fles.
3. Doe een vacuümpomp op de fles.
4. Pomp net zolang door tot er "iets" gebeurd in de fles
5. Beschrijf wat er gebeurd.

Uitleg

De lucht drukt overal tegenaan. Dit noem je de luchtdruk. Als je lucht uit de fles pompt, dan wordt de luchtdruk in de fles lager. Normaal kookt water bij 100 graden Celsius, maar bij een lagere luchtdruk kookt het water al bij een lagere temperatuur. Daarom gaat het hete water uit de kraan koken als je lucht uit de fles pompt.

Het kookpunt is de temperatuur waarop een vloeistof gaat koken. Het kookpunt is niet voor alle soorten vloeistoffen hetzelfde. Normaal ligt het kookpunt van water bij 100°C. Voor andere vloeistoffen kan het kookpunt hoger of lager liggen. Lucht is een gas en duwt overal tegenaan. Dit duwen of drukken van de lucht noem je de luchtdruk. Met een vacuümpomp kun je lucht uit de fles pompen. Hierdoor wordt de luchtdruk in de fles lager. De luchtdruk heeft invloed op het kookpunt van water. Als je de luchtdruk lager maakt, dan wordt het kookpunt van water ook lager. Met de vacuümpomp kun je de luchtdruk zo laag maken, dat heet water uit de kraan gaat koken, zonder dat je het verwarmt. Het hete water in fles koelt langzaam af. Op een gegeven moment is het water zover afgekoeld dat het stopt het met koken. Als je de luchtdruk in de fles nog lager maakt, dan kan het afgekoelde water weer gaan koken.

Verkreukelde blikje

Als je die stoom gaat afkoelen krijg je weer 1 liter water. En de rest? Dat wordt NIETS. Ofwel een (gedeeltelijk) vacuüm. Je mag het ook onderdruk noemen.

Stappenplan

1. Laat water koken zonder een fluit op de ketel.
2. Trek ovenhandschoenen aan zodat je je niet verbrand.
3. Houd een leeg blikje met de opening 30 sec boven de stoom uit de ketel.
4. Druk snel het blikje met de open kant in een teiltje met koud water.
5. Beschrijf wat er gebeurd.

Uitleg

De stoom in het blikje is plotseling afgekoeld en weer water geworden. Misschien maar één druppeltje. Maar er is ook een onderdruk ontstaan, dus een lagere druk dan de luchtdruk om ons heen. Nou, die luchtdruk om ons heen heeft zijn kans gezien en het blikje in elkaar gedrukt. Want op elke vierkante centimeter drukt immers een kilogram.

Stoom die afkoelt wordt ook weer waterdamp. Dus het gas dat wij stoom noemen wordt na afkoeling weer een vloeistof: water. In het Stoommachinemuseum hangt een grote kubus met daarin een melkpak. Dat voorbeeld laat zien hoeveel liter stoom er uit 1 liter water (het melkpak) gemaakt kan worden. En dat is precies 1693 liter stoom. Voor het gemak ronden we dat af op 1700 liter stoom. Dat wordt voorgesteld door de rode buizen, die samen een kubus vormen met de inhoud van 1700 liter.

Wolk in de fles

Buiten kun je vaak wolken zien. Als een wolk hoog in de lucht hangt, dan kun je hem niet zo makkelijk van dichtbij bekijken. Kun je daarom ook een wolk in een fles maken?

Stappenplan

1. Doe een laagje water in de wijnfles
2. Zet de fles voor een zwarte achtergrond
3. Steek een lucifer aan en doe de brandende lucifer in de fles
4. Doe de vacuümpomp op de fles
5. Beschrijf wat je denkt dat er gebeurd.
6. Schud het water een keer door de fles
7. Pomp het lucht uit de fles
8. Laat weer lucht in de fles stromen
9. Beschrijf wat er gebeurd.

Uitleg

In lucht zit meestal een beetje waterdamp. Als je lucht uit de fles pompt, dan kan de waterdamp minder goed in de overgebleven lucht blijven zitten. De waterdamp vormt kleine druppeltjes water op de rookdeeltjes: dit is een wolk. Als je weer lucht in de fles laat stromen, dan verdampen de druppeltjes weer en verdwijnt de wolk.

Water bestaat in verschillende vormen of fasen, zoals vloeibaar water en waterdamp. Water kan van de ene fase naar de andere fase overgaan. Het overgaan van vloeibaar water naar waterdamp heet verdampen. En omgekeerd, het overgaan van waterdamp naar vloeibaar water heet condenseren. Het dauwpunt is de temperatuur tussen het verdampen van water en het condenseren van waterdamp. Heeft lucht een temperatuur boven het dauwpunt, dan kan er nog water verdampen. Heeft lucht een temperatuur onder het dauwpunt, dan begint de waterdamp in de lucht te condenseren. Het dauwpunt is niet altijd hetzelfde, maar hangt af van de hoeveelheid waterdamp in de lucht en van de luchtdruk. Door het pompen van lucht uit de fles komt de lucht in de fles onder het dauwpunt, waardoor je condensatie ziet. Omdat er rookdeeltjes van de lucifer in de fles zweven, kan de condens makkelijk hierop ontstaan. Deze rookdeeltjes met de condens vormen samen een wolk. Door het terugstromen van lucht komt de lucht in de fles weer boven het dauwpunt, waardoor je verdamping ziet. De condens zal weer verdampen, waardoor de wolk verdwijnt.

Benodigd materiaal

• Doorzichtige wijnfles
• Vacuümpomp voor wijnfles
• Vacuümdop voor wijnfles
• Ovenwanten
• Warm water
• Fluitketel
• Fornuis
• Leeg frisdrank blikje
• Teiltje
• Lucifers

Veiligheid

Pas op met vuur en stoom, hier kunnen kinderen zich aan verbranden.

Tips

• Deze activiteit is onderdeel van het insigne Waterkringloop voor welpen.
• Deze activiteit heeft betrekking op het duurzame ontwikkelingsdoel: Doel 7 Betaalbare en duurzame energie