voortgezet onderwijs: waterquiz voor jongeren

1. SPEEL de waterquiz
Weet jij het antwoord op al deze vragen?

2. Je wilt graag een zachtgekookt eitje.
Moet er iets veranderen aan de kooktijd
van een ei als je geen gewoon kraanwater 1
gebruikt, maar zeewater?
A Ja, het ei moet korter koken.
B Ja, het ei moet langer koken.
C Nee, het ei moet even lang koken.

3. Je wilt graag een zachtgekookt eitje.
Moet er iets veranderen aan de kooktijd
van een ei als je geen gewoon kraanwater 1
gebruikt, maar zeewater?
A Ja, het ei moet korter koken.
UITLEG Zeewater kookt bij een hogere temperatuur dan kraanwater.
Het water verdampt minder makkelijk in een zoutoplossing door het
opgeloste zout. Dit komt doordat de polaire natrium- en chloride-ionen van
het opgeloste zout zich sterk binden aan de watermoleculen. Daarom zal
het water minder snel verdampen en dus pas bij een hogere temperatuur
gaan koken. Je kunt zelf aantonen dat water met opgelost zout bij een
hogere temperatuur kookt. Als je een handje zout in kokend water gooit
stopt het water met koken. Als je het doorverwarmt begint het na een vrij
korte tijd opnieuw te koken bij een hogere temperatuur.

4. In de poolzee drijft een enorme ijsberg.
Onder invloed van broeikaseffect smelt
hij. Wat gebeurt er met het zeewaterpeil?
2
A Dat stijgt.
B Dat daalt.
C Dat blijft gelijk.

5. In de poolzee drijft een enorme ijsberg.
Onder invloed van broeikaseffect smelt
hij. Wat gebeurt er met het zeewaterpeil?
2
C Dat blijft gelijk.
UITLEG Water neemt als vloeistof minder volume in dan water als
vaste stof. Watermoleculen bevinden zich in ijs namelijk in een rooster
(door de waterstofbruggen) dat meer ruimte inneemt dan de bewegende
watermoleculen in een vloeistof. Daarom zal een drijvende ijsberg die
smelt het zeewaterpeil laten dalen. Veel mensen zijn bang dat onder
invloed van het broeikaseffect de zeeën zullen stijgen. Deze stijging is
echter het gevolg van het smelten van ijs dat zich op het land bevindt. Als
dit ijs smelt en in de zee terecht komt, stijgt het waterpeil wel.

6. Op twee weegschalen staan identieke
teilen met water. In één teil drijft een
blok. Het waterpeil is in beide teilen even 3
hoog. Welke teil weegt het meest?
A De teil zonder het blok.
B Ze wegen beide even veel.
C De teil met het blok.

7. Op twee weegschalen staan identieke
teilen met water. In één teil drijft een
blok. Het waterpeil is in beide teilen even 3
hoog. Welke teil weegt het meest?
B Ze wegen beide even veel.
UITLEG De wet van Archimedes zegt dat de opwaartse kracht gelijk is
aan de massa van de verplaatste vloeistof. De opwaartse kracht in de teil
met het blok is dus gelijk aan de massa van het water dat door het deel
van het blok dat onder water zit, is verplaatst. Dat is precies gelijk aan de
extra hoeveelheid water die in de andere teil zit, want de waterniveaus zijn
even hoog.

8. Je strooit een kilo droogijs in een bak
met 50 liter water van 20°C. Er vormt zich
nevel. Zodra de vaste stof uit de bak is 4
verdwenen, is het volume van het water:
A hetzelfde als vóór de toevoeging
van het droogijs.
B groter dan vóór de toevoeging
van het droogijs.
C kleiner dan vóór de toevoeging
van het droogijs.

9. Je strooit een kilo droogijs in een bak
met 50 liter water van 20°C. Er vormt zich
nevel. Zodra de vaste stof uit de bak is 4
verdwenen, is het volume van het water:
C kleiner dan vóór de toevoeging
van het droogijs.
UITLEG Er wordt geen gas opgenomen in het water. Dat betekent dat
er geen sprake is van een volumetoename. In essentie zou het volume
dus gelijk moeten blijven... maar droogijs (bevroren koolzuur) is zeer koud.
Het water koelt dus door de toevoeging van het droogijs sterk af.
Aangezien koud water een kleiner volume heeft dan warm water, is
antwoord c het goede antwoord. Het volume wordt kleiner, zij het slechts
weinig.

10. Wat gebeurt er als je een met water
gevuld plastic boterhamzakje vlak boven
een brandende kaars houdt?
5
A De zak blijft heel en het water wordt warm.
B Er springt prompt een gat in de zak
en het water dooft de kaars.
C De zak gaat sterk krimpen.

11. Wat gebeurt er als je een met water
gevuld plastic boterhamzakje vlak boven
een brandende kaars houdt?
5
A De zak blijft heel en het water wordt warm.
UITLEG Water kan zeer veel warmte opnemen. Die grote
warmtecapaciteit is ook de reden waarom men al eeuwen lang brand met
water blust. Het water koelt het zakje dat daardoor niet de kans krijgt om
te smelten of te verbranden. Dus alleen het water wordt warm en er
gebeurt verder niets.

12. Je maakt een kuil in een ijsblok en vult
de kuil met water. Je verwarmt het geheel
in de magnetron. Wat gebeurt er?
6
A Het water wordt heet en het ijs blijft ijs.
B Het water blijft koud tot het ijs is gesmolten.
C Het ijs ontploft.

13. Je maakt een kuil in een ijsblok en vult
de kuil met water. Je verwarmt het geheel
in de magnetron. Wat gebeurt er?
6
A Het water wordt heet en het ijs blijft ijs.
UITLEG De elektromagnetische straling van de magnetron vergroot de
beweging van watermoleculen. Watermoleculen in vloeibaar water
bewegen al een beetje. Elektromagnetische straling vergroot deze al
bestaande beweging makkelijk. Maar watermoleculen in ijs bevinden zich
in een star rooster met waterstofbruggen. Ze bewegen bijna niet en
daarom lukt het de magnetron moeilijk om deze watermoleculen in
beweging te krijgen. Een magnetron is goed in het opwarmen (laten
bewegen van moleculen) van vloeibaar water, maar minder goed in het
opwarmen van ijs. Het water wordt dus heet en het ijs blijft ijs.

14. Kan water branden? 7
Ja, bij zeer hoge druk gecombineerd
A met zeer hoge temperatuur en
voldoende zuurstoftoevoer.
B Ja, bij zeer lage druk gecombineerd
met voldoende koolzuurtoevoer.
C Nee.

15. Kan water branden? 7
C Nee.
UITLEG Water kan niet branden omdat het in een mengsel van zuurstof
met waterstof het meest stabiele eindproduct vormt. Een reactie tot water
is dus geen evenwichtsreactie, maar geheel aflopend naar de kant van het
water. Als je bijvoorbeeld waterstof toevoegt aan waterstofperoxide,
reageert de uit het waterstofperoxide vrijgekomen zuurstof tot... water! En
dit is een onomkeerbaar proces.

16. Welke sneeuw smelt het snelst? 8
A Schone sneeuw.
B Vuile sneeuw.
C Stuifsneeuw.

17. Welke sneeuw smelt het snelst? 8
B Vuile sneeuw.
UITLEG Vanwege het vuil is er sprake van smeltpuntverlaging. Doordat
de schone sneeuw met ‘viezigheid’ is vermengd, verlaagt het smeltpunt
waardoor het zelfs al onder de 0 graden Celsius zal beginnen te smelten.
Watermoleculen zijn bij vaste toestand netjes gerangschikt. De moleculen
van de ‘viezigheid’ komen tussen de watermoleculen te zitten. Hierdoor
wordt die nette rangschikking (het rooster) verstoord en zal het water
eerder in de vloeibare fase komen. Ditzelfde principe geldt voor het
strooien van zout om gladheid op de wegen tegen te gaan.

18. Wat is de zuinigste manier om je bad te
laten vollopen met water van 38°C? 9
A Eerst het koude water erin.
B Eerst het warme water erin.
C Meteen de mengkraan goed afstellen.

19. Wat is de zuinigste manier om je bad te
laten vollopen met water van 38°C? 9
A Eerst het koude water erin.
UITLEG De hoeveelheid warmte die je verliest aan de omgeving is
recht evenredig met het verschil in temperatuur tussen het water en zijn
omgeving. Om het warmtelek minimaal te houden, moet je dus dit
temperatuurverschil zo lang mogelijk klein houden. Dat doe je door eerst
het koude water in het bad te doen. Het koude water is meestal kouder
dan de lucht en onttrekt dus warmte aan die lucht, in plaats van dat het
warmte afstaat. Als het warme water er aan het einde wordt bijgevoegd is
de temperatuur van het water in het bad gedurende de hele vultijd lager
geweest dan de gewenste waarde, en is het warmtelek het kleinst.

20. Je neemt een halve liter gedestilleerd
water en legt die aan met een halve liter
zuivere alcohol, beide uit de koelkast (7°C). 10
Direct na het mengen is het mengsel:
A kouder dan 7°C
en precies een liter.
B 7°C
en iets meer dan een liter.
C warmer dan 7°C
en iets minder dan een liter.

21. Je neemt een halve liter gedestilleerd
water en legt die aan met een halve liter
zuivere alcohol, beide uit de koelkast (7°C). 10
Direct na het mengen is het mengsel:
C warmer dan 7°C
en iets minder dan een liter.
UITLEG Het totale volume aan vloeistof neemt af en de temperatuur
stijgt. De hoeveelheid vloeistof neemt af doordat de water- en
alcoholmoleculen extra waterstofbruggen gaan vormen. Door deze
waterstofbruggen tussen het water en het alcohol pakken de moleculen
dichter op elkaar. Het gevolg is dat het totale volume kleiner wordt. Een
liter (1000 ml) wordt zo 975 ml. Bij het vormen van deze extra
waterstofbruggen komt ook energie vrij, het is een exotherme reactie, met
als gevolg dat de temperatuur stijgt. Bij het mengen van een halve liter
pure alcohol met een halve liter zuiver water, beide van 7°C, kan de
temperatuur boven de 20°C uitkomen.

22. EINDE van waterquiz
Op hoeveel vragen wist jij het antwoord?
vragen komen uit verschillende jaargangen
van ‘De Nationale Wetenschapsquiz’