Waar kom je granulaire stoffen tegen?
Granulaire – korrelvormige – stoffen kom je overal tegen. Net als gewone stoffen komen ze voor in drie verschillende fasen (vast, vloeibaar en gasvormig), maar daarmee houdt de vergelijking ook meteen op. In weerwil van de uiterlijke overeenkomsten gedraagt granulaire materie zich beslist anders dan iedere gewone vaste stof, vloeistof of gas.
Voetafdruk in het zand
Is het je bijvoorbeeld wel eens opgevallen dat vochtig zand langs de zee wit kleurt als je er overheen loopt? De zandkorrels zitten in een ideale pakking, net als sinaasappelen in een kist. Het is een granulaire vaste stof in optima forma. Tussen de zandkorrels zit water dat de zee heeft achtergelaten. Als je op het zand gaat staan, oefen je er kracht op uit. Een normale vaste stof zou in zo’n geval samengedrukt worden, maar een granulaire vaste stof zet juist uit! De pakking kan immers alleen maar minder ideaal worden en dit betekent dat de deeltjes verder uit elkaar gaan zitten. In de hierdoor ontstane ruimte zakt het water gemakkelijk weg. Droog zand is lichter van kleur dan nat zand en dus wordt het zand rond je voeten lichter.
(Foto CC-BY-SA-4.0)
Zandloper
Ook als zand stroomt, zoals in een zandloper, is het een fascinerende stof. De op elkaar steunende zandkorrels vormen structuren die doen denken aan Romeinse triomfbogen, die de krachten in zijwaartse richting weggeleiden. Een gewone vloeistof zou steeds langzamer gaan stromen naarmate het bovenste compartiment leger werd. De hydrostatische druk wordt immers steeds kleiner. In een granulaire vloeistof daarentegen speelt deze druk nauwelijks of geen rol. Dit is de reden dat de zandloper zo mooi regelmatig stroomt.
Granulaire gassen?
Tenslotte kan granulaire stof ook de gedaante aannemen van een gas. De ringen van Saturnus – bestaande uit talloze brokstukken ijs en steen – zijn een goed voorbeeld. Maar ook op aarde kun je granulaire gassen creëren. Schud maar eens een pot met koffiebonen op en neer. Ook in deze vorm gedraagt granulaire materie zich weer heel anders dan de gassen waaraan we gewend zijn, zoals de lucht die we inademen. Het blijkt namelijk te klonteren!
Meer weten over het gedrag van granulaire korrels?
Het volgende artikel "Maxwells duivel staat naast je in de file" gaat verder in op het gedrag van granulaire korrels. Er worden ook proeven beschreven die je op school of thuis kunt uitvoeren. Je kunt dit artikel gebruiken als een startpunt voor een praktische opdracht of een profielwerkstuk.
