Natuurkunde basisschool en onderbouw · Grades 1–9
2Warm en koud
Soep dampt, ijs doet je tanden pijn en de autostoel prikt in de zomer tegen je benen. Warm en koud zijn overal. In dit hoofdstuk leren we ze vergelijken, kijken we wat dingen warmer maakt — en letten we op wat er met een ijsblokje gebeurt als de warmte wint.
2.1 Warmer en kouder
Definitie 2.1 (Warm en koud)
Warm en koud zijn vergelijkingswoorden, net als groot en klein. Soep is warm vergeleken met je hand; ijs is koud vergeleken met je hand. Daartussen ligt een hele ladder van woorden: ijskoud, koud, koel, lauw, warm, heet, gloeiend.
Voorbeeld 2.2 (Drie drankjes op volgorde)
Op tafel staan: een warme chocolademelk, een glas kraanwater en een glas sinaasappelsap zo uit de koelkast. Van koudst naar warmst: het sap, dan het kraanwater, dan de chocolademelk. Het kraanwater is koud naast de chocolademelk maar warm naast het sap — vergelijkingswoorden werken altijd in paren.
Opmerking 2.3 (Je gevoel kan bedrogen worden)
Denk aan de drie kommen uit het vorige hoofdstuk: hetzelfde lauwe water voelde warm voor de ene hand en koel voor de andere. En raak eens een metalen lepel en een houten lepel aan die allebei de hele nacht in dezelfde keuken lagen: de metalen voelt kouder, terwijl niets in de keuken kouder is dan iets anders. Je gevoel is een handige wachter, maar geen eerlijke scheidsrechter — binnenkort hebben we een instrument nodig dat zich niet laat bedriegen: de thermometer, die in een later hoofdstuk komt.
Methode 2.4 (Warm en koud eerlijk vergelijken)
Om te beslissen welke van twee kommen water warmer is:
- gebruik voor allebei dezelfde hand — twee handen kunnen het oneens zijn;
- raak de ene aan en meteen daarna de andere — door te wachten veranderen de dingen;
- vraag voor de zekerheid een vriend om het ook te proberen, zonder dat je eerst je antwoord verklapt.
Als jij en je vriend het eens zijn, staat de waarneming stevig.
2.2 Wat dingen warmer maakt
Voorbeeld 2.5 (Verwarmers)
Sommige dingen maken alles in hun buurt warmer: de Zon verwarmt de bank in het park, de vlam verwarmt de pan, de radiator verwarmt de kamer en je eigen lichaam verwarmt de deken. Zelfs wrijven verwarmt: druk je handpalmen tegen elkaar en wrijf snel terwijl je tot telt — voel ze warm worden.
Voorbeeld 2.6 (Probeer het: zon en schaduw)
Leg op een zonnige dag je ene hand op een muur in de zon en je andere op dezelfde muur in de schaduw. Dezelfde muur, dezelfde dag — maar de zonkant is duidelijk warmer. De Zon is de grote verwarmer van alles buiten; ze krijgt binnenkort een heel hoofdstuk voor zichzelf.
Opmerking 2.7 (Jassen maken geen warmte)
Een jas verwarmt je niet zoals een radiator dat doet. Je lichaam maakt de warmte; de jas houdt die warmte alleen maar tegen, zoals een deksel op de soep. Daarom blijft een jas die alleen op een stoel ligt vanbinnen koud — er zit niets in dat warmte maakt om vast te houden.
2.3 Als de warmte wint: smeltend ijs
Voorbeeld 2.8 (Het leven van een ijsblokje)
Leg een ijsblokje op een bord in de keuken. Het is hard en koud. De warme lucht van de kamer verwarmt het, beetje bij beetje: het blokje wordt kleiner en kleiner, er groeit een plasje omheen, en na een tijdje is er alleen nog water over. De warmte van de kamer maakte van hard ijs vloeibaar water — we zeggen dat het ijs gesmolten is.
Voorbeeld 2.9 (Kou kan ook winnen)
De vriezer doet precies het omgekeerde werk: zet er ’s avonds een klein bekertje water in, en ’s ochtends vind je het zo hard als steen — ijs. Warmte smelt ijs tot water; strenge kou maakt van water weer ijs. Water zal in dit hele boek zo heen en weer blijven veranderen.
2.4 Oefeningen
Oefening 2.1 ★
Zet op volgorde van koudst naar warmst: badwater; een ijsblokje; soep vers uit de pan; de lucht in je slaapkamer.
Oplossing
Oplossing van Oefening 2.1.
Het ijsblokje, dan de lucht in de slaapkamer, dan het badwater, dan de soep vers uit de pan.
Oefening 2.2 ★
Zoek het vergelijkingswoord: het kraanwater is … vergeleken met de warme chocolademelk, maar … vergeleken met het sinaasappelsap uit de koelkast.
Oplossing
Oplossing van Oefening 2.2.
Het kraanwater is koud (of koeler) vergeleken met de warme chocolademelk, maar warm (of warmer) vergeleken met het sap.
Oefening 2.3 ★
Noem vier dingen die verwarmen wat er dichtbij is. Welk daarvan verwarmt het hele park?
Oplossing
Oplossing van Oefening 2.3.
Bijvoorbeeld: de Zon, een vlam, een radiator, je eigen lichaam (of wrijvende handen). De Zon verwarmt het hele park.
Oefening 2.4 ★
Wrijf je handpalmen snel tegen elkaar terwijl je tot telt, en raak dan je wang aan. Wat voel je? Wat heeft het wrijven gedaan?
Oplossing
Oplossing van Oefening 2.4.
De handpalmen voelen warm tegen je wang: het wrijven heeft ze warm gemaakt.
Oefening 2.5 ★
Twee ijsblokjes komen samen uit de vriezer. Het ene gaat op een bord in de zon, het andere op een bord in de schaduw. Welk smelt het eerst, en waarom?
Oplossing
Oplossing van Oefening 2.5.
Het blokje in de zon smelt het eerst: de Zon verwarmt het, en warmte is wat ijs laat smelten. Het blokje in de schaduw krijgt minder warmte en houdt het langer vol.
Oefening 2.6 ★
Wat zit er in het plasje dat op het bord achterblijft nadat een ijsblokje is gesmolten? Waar is het harde ijs gebleven?
Oplossing
Oplossing van Oefening 2.6.
Het plasje is water — hetzelfde water dat het ijsblokje was. Het harde ijs is niet verdwenen; de warmte van de kamer heeft het gesmolten tot vloeibaar water.
Oefening 2.7 ★
Een metalen glijbaan en een houten bank stonden de hele ochtend in de schaduw. Tom raakt allebei aan en zegt dat de glijbaan kouder is. Gebruik Opmerking 2.3 om uit te leggen wat er werkelijk aan de hand is.
Oplossing
Oplossing van Oefening 2.7.
Na een hele ochtend in dezelfde schaduw zijn de glijbaan en de bank even koud. Het metaal voelt alleen kouder aan de hand — je gevoel is geen eerlijke scheidsrechter, zoals de metalen en de houten lepel lieten zien.
Oefening 2.8 ★
Leg met Methode 2.4 uit hoe je erachter komt welke van twee kommen water warmer is. Waarom moet je voor allebei dezelfde hand gebruiken?
Oplossing
Oplossing van Oefening 2.8.
Raak de ene kom aan en meteen daarna de andere, met dezelfde hand, en vraag een vriend om het na te kijken zonder je antwoord te horen. Dezelfde hand is nodig omdat de truc met de drie kommen liet zien dat twee handen het over precies hetzelfde water oneens kunnen zijn.
Oefening 2.9 ★★
Lea maakt een sneeuwpop en wikkelt hem uit medelijden in haar warme jas. Haar broer zegt dat de jas hem sneller laat smelten. Lea zegt dat de jas hem juist langer koud houdt. Wie heeft gelijk, en waarom? (Denk aan Opmerking 2.7: wat doet een jas nu eigenlijk?)
Oplossing
Oplossing van Oefening 2.9.
Lea heeft gelijk. Een jas maakt geen warmte: hij houdt warmte alleen tegen. De sneeuwpop heeft geen warmte om vast te houden — de jas houdt juist de warme lucht van de dag buiten, zodat de ingepakte sneeuwpop langzamer smelt en het langer volhoudt.