Zwevend spook
Het is bijna Halloween! Dat betekent griezelen, pompoenen uitsnijden en verkleedpartijtjes. Met dit lesidee kom je alvast in de stemming en leer je hoe warme lucht ervoor kan zorgen dat een theezakje (het spook in dit geval) gaat zweven.
Wat heb je nodig voor dit zwevende spook? Het enige is een theezakje, een stift, een schaar en een aansteker of lucifer. Ook is het handig een vuurvaste ondergrond te hebben, bijvoorbeeld een metalen plaat of schaaltje met eventueel aluminumfolie erop. Let op: sommige theezakjes zijn niet geschikt, ze moeten aan de onderkant namelijk niet aan elkaar geplakt zijn. Bij het openknippen en uitvouwen moet er een open buis ontstaan. In dit geval gebruik ik een Jacob Hooy theezakje, Pickwick is niet geschikt.
Dit experiment is leuk om te doen als demonstratie-experiment, omdat er met een vlammetje wordt gewerkt moet je goed opletten dat er niets in de buurt staat dat vlam kan vatten. Binnen in een hoge open ruimte werkt het beste (bijvoorbeeld midden in het lokaal met de stoelen en tafels aan de kant), buiten is er meestal te veel wind en dan werkt het experiment niet. Knip het theezakje in een rechte lijn open aan de bovenkant zoals bij stap 1 en 2 van de fotobeschrijving. Als het goed is kun je dan de thee eruit halen en hou je een open buis over die je rechtop neer kunt zetten, zie foto 3 en 4. Nu kun je je spook een gezicht geven: het liefst zo eng mogelijk!
Plaats het spook stevig in het midden van het metalen schaaltje of de metalen plaat en zorg dat iedereen goed zicht heeft op het tafereel: het spook zal zo echt gaan zweven. Tip: het is leuk om te filmen zodat je het filmpje later bij de uitleg van de theorie nogmaals kunt laten zien. Voor het aansteken kun je ons filmpje van het zwevende spook hier bekijken. Tip 2: het werkt alleen als het theezakje echt rechtop blijft staan totdat het vuur bij de onderkant van het materiaal is. Steek het spook aan de bovenkant aan en neem een stap terug om de geest omhoog te zien zweven. Kan dit spook echt zelf zweven of is er iets anders aan de hand?
Na het experiment kun je met de kinderen bespreken hoe het kan dat het spook wegzweefde. Vraag eerst aan de klas wat zij denken dat de reden is en bespreek daarna dat er drie dingen aan de hand zijn die kunnen bijdragen aan het zweven. Ten eerste warmt de lucht op in het buisvormige theezakje als het steeds verder wegbrand. En als lucht opwarmt, wordt de dichtheid kleiner. De dichtheid van de warme lucht in het theezakje is dus kleiner dan de dichtheid van de koude lucht buiten en het zakje en daardoor stijgt deze warme lucht op.
Doordat de warme lucht opstijgt komt er koude lucht voor in de plaats en daardoor ontstaat er een zogenaamde convectiestroom. Deze kracht duwt van beneden tegen het theezakje. Als het theezakje bijna helemaal is opgebrand is het laatste beetje zo licht dat het zomaar kan wegzweven op de warme lucht en de convectiestroom!
Leerdoel: het kennismaken met temperatuurverschillen en luchtdichtheid
Lesduur: 20 minuten
Werkwijze: klassikaal
Benodigdheden: theezakje (let op dat deze open is aan de onderkant en een cilinder kan vormen als je hem openknipt), schaar, aansteker/lucifer, stift, metalen onderzetter
door Nikki Doornhein