Wetenschapsexperimenten met waterdichtheid

Dichtheid wordt gemeten als de verhouding van de massa van een materiaal in vergelijking met het volume, en is een belangrijke eigenschap van materialen. Alle materialen hebben hun eigen specifieke dichtheid, die soms kan worden gebruikt om het materiaal te identificeren en de eigenschappen ervan te voorspellen. Water is een veelgebruikt, alledaags materiaal dat kan worden gebruikt om veel nuttige en interessante lessen over dichtheid te demonstreren.

Water en olie mengen niet; dit is een bekend fenomeen dat eigenlijk een weergave is van hoe vloeistoffen van verschillende dichtheden zich met elkaar gedragen. Vloeistoffen met een lage dichtheid drijven op vloeistoffen met een hogere dichtheid. Doe een beetje kleurstof in wat water om het beter te kunnen zien, en meng het dan in een beker met gelijke hoeveelheden glucosestroop en plantaardige olie. Wacht en kijk hoe de vloeistoffen zich scheiden. Welke staat bovenaan? Wat zegt dit over de dichtheid van water? Probeer dit met verschillende vloeistoffen of chemicaliën voor een complexer experiment.

Omdat de dichtheid van water goed bekend is, kan men deze gebruiken om meer te weten te komen over de dichtheid van andere objecten. Neem drie bekers en giet wat water in de ene, glucosestroop in de andere en plantaardige olie in de laatste. Neem dan wat kleine voorwerpen van ongeveer dezelfde grootte, zoals een opgerold stuk papier of folie, een steentje of een kurk. Doe deze voorwerpen in elke beker en kijk wat er gebeurt. Als het object drijft, is de dichtheid kleiner dan die van de vloeistof. Deze procedure, hoewel verschillende vloeistoffen worden gebruikt, wordt soms gebruikt om de soortelijk gewicht van vreemd gevormde objecten met onbekende dichtheden, zoals ruwe edelstenen.

Studenten die in de oceaan zijn geweest, weten waarschijnlijk dat het veel gemakkelijker is om in zout water te drijven dan in zoet water. Dit komt omdat zout water veel dichter is dan zoet water, en objecten drijven wanneer ze minder dicht zijn dan de stof waarin ze drijven. De ionen in zouten lossen goed op in water, waardoor er meer massa wordt toegevoegd, maar het volume wordt niet erg beïnvloed. Neem twee kleine bekers water en voeg zout toe aan één. Je hebt behoorlijk wat zout nodig, in ieder geval een paar eetlepels. Roer om het zout op te lossen en plaats dan een ongekookt ei in elk bekerglas. Als het goed is gedaan, zien de bekers er identiek uit, maar het ei in de zoutwaterbeker blijft drijven.

De dichtheid is afhankelijk van verschillende factoren, waaronder de temperatuur. Heet water heeft een lagere dichtheid dan koud water en dat kun je heel visueel aantonen. Neem twee kleine potjes water, een warm en een koud, en doe er kleurstof in zodat ze gemakkelijk te zien zijn. Leg een dun stuk karton over de opening van de pot met heet water en draai deze ondersteboven. Zet het dan over de opening van de pot met koud water en haal het karton weg. De kleuren blijven korte tijd gescheiden omdat het water erboven een lagere dichtheid heeft. Dit experiment kan een beetje rommelig zijn, dus neem voorzorgsmaatregelen. Als alternatief kunt u een druppelaar gebruiken om kleine hoeveelheden heet water in een beker met koud water te doen en te kijken wat er gebeurt. Koud water is dichter dan het warme water, maar ijs blijft drijven. Waarom denk je dat dit is?