Op de bodem van een erlenmeyer bevindt zich een klein laagje water. De erlenmeyer wordt verwarmd met een brander. De erlenmeyer is door een slang verbonden met een aquariumbak waarin koud water zit. Het koude water is een beetje gekleurd om de proef goed te kunnen volgen.
Twee filmpjes
Van dit experiment zijn filmopnames gemaakt, hieronder zie je hiervan twee fragmenten weergegeven.
Filmfragment 1
Filmfragment 2
Vraag
Wat is het verschil tussen beide filmpjes, in welke volgorde zijn beide filmpjes gemaakt?
Antwoord
In het bovenste filmpje zie je duidelijk de bellen verdwijnen zodra deze de aquariumbak bereiken. Bij het andere filmpje blijven de bellen intact en komen als grote bellen aan het wateroppervlakte. De grote bellen (onderste filmpje) zijn als eerste gefilmd, het gaat hierbij om luchtbellen. Bij aanvang van het experiment was de ruimte in de erlenmeyer immers gevuld met lucht. De bellen die direct verdwijnen zijn waterdamp dat condenseert wanneer het afkoelt.
Na uitzetten van de brander
Het is duidelijk dat na een tijdje koken de erlenmeyer rechts volledig gevuld is met waterdamp. Deze waterdamp gaat de slang in en komt in de aquariumbak weer naar boven. In principe kan dit doorgaan totdat al het water in de erlenmeyer verdampt is. De brander wordt echter uit gezet terwijl zich nog een klein laagje vloeibaar water in de erlenmeyer bevindt.
Vraag
Leg uit wat er na het uitzetten van de brander gebeurt.
Antwoord
De waterdamp in de erlenmeyer heeft een flink hogere temperatuur dan de omgeving. Als de brander uitgezet wordt, zal de erlenmeyer met waterdamp en al gaan afkoelen. Hierdoor condenseert een deel van het water. Dit veroorzaakt een daling van de druk in de erlenmeyer en dat heeft weer tot gevolg dat het water uit de aquariumbak een beetje wordt opgezogen.
Het water klimt hoger en hoger
Door het condenseren van de waterdamp in de erlenmeyer, neemt de druk af en wordt het water vanuit de aquariumbak de slang in gezogen. Dit gaat niet zo heel snel, het afkoelen van de erlemeyer gaat in een rustig tempo.
Vraag
Na enige tijd is het water in de slang zo ver in de slang gezogen, dat het op het punt staat weer de erlemeyer binnen gezogen te worden. Leg uit wat er dan gebeurt.
Het water in de slang is hoog opgeklommen. Nog heel even en het water gaat bij de erlenmeyer naar binnen.
Antwoord
Doordat het water de erlenmeyer binnen gaat, kan de daar aanwezige waterdamp de warmte veel beter kwijt. Het afkoelen gaat ineens een stuk sneller en dus condenseert er ook meer waterdamp. Hierdoor komt een kettingreactie op gang waarbij het water uit de aquariumbak heel snel de erlenmeyer in gezogen wordt. Dit is goed te zien vanaf circa 2 minuten in onderstaande video.
In deze video is de gehele proef te zien, dit is geknipt tot een filmpje van circa drie minuten. In werkelijkheid duurde de uitvoering van deze proef ongeveer twintig minuten.
Herhaling in slow motion
Het is wel de moeite waard om deze finale van de proef nog eens in slow motion te bekijken. Onderstaande filmp is opgenomen met 120 beeldjes per seconde, wat je ziet gebeurt in werkelijkheid vier keer zo snel.
