Kernvraag: Hoe ziet een afkoelingsgrafiek eruit?

Transcriptie

1 Kernvraag: Hoe ziet een afkoelingsgrafiek eruit? Naam leerling: Klas:

2 Activiteit 1 Een kopje thee Je hebt een kopje warme thee, maar je bent druk bezig een computerspel te spelen. Je wilt het spel afmaken voordat je je thee drinkt. Na tien minuten drink je je thee op. Wat denk je? Is de thee nog warm? Ja Nee 1. Wat denk je dat er gebeurd is met je thee? En weet je ook waarom? 2. Nu ga je de temperatuur meten van een kopje thee terwijl het afkoelt. Hoe denk je dat de temperatuur verandert wanneer de thee afkoelt? Teken je voorspelde grafiek van het afkoelen in het diagram hieronder. Voordat je start met je proef, gebruik dan eerst de temperatuursensor om de kamertemperatuur te meten. De kamertemperatuur is C. Vul het bekerglas met warm water en zet de temperatuursensor er in. Wacht een poosje totdat de temperatuursensor is opgewarmd en begin de meting. Neem de grafiek van het afkoelen op. De meting kost ongeveer 5 minuten. 2

3 3. Wat is het verschil tussen je voorspelde en gemeten grafiek? Schat in hoeveel C de temperatuur afwijkt vanaf je gemeten grafiek tijdens elke minuut van de meting. Schrijf de uitkomsten in onderstaande tabel. TIJD START EIND AFNAME VAN 1 e minuut 2 e minuut 3 e minuut 4 e minuut 5 e minuut 4. Koelt het water elke minuut evenveel af? Met andere woorden, neemt de temperatuur met hetzelfde aantal graden af in elke minuut? 5. In welke minuut koelt het water het sterkst af? 6. In welke minuut koelt het water het minst af? 7. Als je langer zou meten, bijvoorbeeld een uur, welke temperatuur zou je dan verwachten aan het eind van de proef? Leg je redenering uit. 8. Waar denk je dat de warmte van het warme water is heengegaan? 3

4 Activiteit 2 Een koud bad Je gaat de temperatuur van warm water in het bekerglas opnieuw meten, maar nu zet je het bekerglas in een bad van koud water. 9. Zal het water in de beker sneller of juist langzamer afkoelen, vergeleken met het voorgaande experiment? Waarom denk je dat? Vul een grote plastic beker met koud water. Meet de temperatuur van het koude water. Het koude water heeft een temperatuur van C. Vul een beker met heet water en meet de temperatuur met de temperatuursensor. Wacht even totdat de temperatuursensor opwarmt, doe de beker in het koude bad en start de meting. Nadat je meting afgelopen is, meet je opnieuw de temperatuur van het koude bad. Het koude water heeft aan het eind van het experiment de temperatuur C. 10. Koelt het water in de beker nu sneller of juist langzamer af dan bij het experiment met de glazen beker? Hoe weet je dat? 4

5 11. Hoe groot is de temperatuurafname in elke minuut van de meting? TIJD BEGIN EIND AFNAME IN 1 e minuut 2 e minuut 3 e minuut 4 e minuut 5 e minuut 12. Als je langer zou meten, bijvoorbeeld een uur, welke temperatuur verwacht je dan aan het eind van je meting? Leg uit waarom je dat denkt. 13. Waar denk je dat de warmte van het warme water naartoe is gegaan? Leg uit waarom je dat denkt. 5

6 Activiteit 3 Wat koelt sneller af: een jong dier of een volwassen dier? Zoals je misschien weet, hebben dieren een hogere temperatuur dan hun omgeving en ze verliezen voortdurend warmte via hun huid. Soms gaan jonge dieren dood door de kou bij een temperatuur waarbij een volwassen dier gemakkelijk overleeft. Wat denk je dat sneller afkoelt? Een jong dier Een volwassen dier Bedenk hoe je zou kunnen onderzoeken wat sneller afkoelt: een klein dier of een groot dier. Om zeker te zijn dat je experiment betrouwbaar is, mag je alleen maar één factor per keer veranderen terwijl alle andere factoren gelijk blijven. 14. Wat ga je meten in je test? 15. Welke factor ga je veranderen in je test? 16. Wat houd je hetzelfde? 6

7 Start je meting. De meting duurt 5 minuten lang. Lees de tekst met uitleg: Wat koelt het snelst af? terwijl je wacht op het resultaat. Schrijf je metingen in de tabel hieronder. DIER BEGIN EIND Klein Groot 17. Welk dier koelt het snelste af? Leg uit waarom je dat denkt. 18. Was je voorspelling correct? Uitleg: Wat koelt het snelst af? De grootte van een dier heeft invloed op de snelheid van afkoelen. Je kunt dat begrijpen door twee hete blokken metaal te vergelijken zoals die hiernaast zijn weergegeven. Het grote blok heeft de inhoud van 8 kleine blokken. Het bevat dus 8 keer zoveel warmte. Vergelijk nu eens de oppervlaktes van de twee blokken. Het kleine blok heeft 6 vakjes aan de buitenkant, het grote blok heeft er 24. Tel dit maar na! Je ziet nu dat het grote blok 8 keer zoveel warmte bevat maar het oppervlakte waardoor warmte kan weglekken is maar 4 keer zo groot. Daardoor koelt het grote blok langzamer af dan het kleine blok. Denk nu eens aan het grote (volwassen) dier en het kleine (jonge) dier. Je kunt dat vergelijken met het grote en het kleine blok. Een klein dier verliest dus sneller warmte dan een groot dier. 7

8 Vragen: A. Stel je voor dat je een appeltaart hebt gebakken en je wilt daarvan zo snel mogelijk een stuk opeten. Hoe kun je de hete appeltaart afkoelen? Je zet de appeltaart op de keukentafel. Je zet de appeltaart in de koelkast. Licht hieronder je keuze toe. B. Een docente neemt een kopje hete koffie mee in bad. Ze viel in slaap en toen ze wakker werd was haar koffie koud maar het badwater was nog warm. Wat is er gebeurd? C. Een docent had net koffie ingeschonken toen er aan de deur werd gebeld. Hij wil graag hete koffie drinken. Moet hij dan koffiemelk in zijn kopje doen voordat hij naar de deur loopt of pas als hij weer terug is? D. Is de volgende zin goed of fout (geef enkele voorbeelden hierbij)? Onder normale omstandigheden, gaat warmte altijd van een voorwerp met een hoge temperatuur naar een voorwerp met een lage temperatuur. 8