Springen naar inhoud

'whoosh-bottle'


  • Dit onderwerp is gesloten Dit onderwerp is gesloten

#1

drummerroel

    drummerroel


  • 0 - 25 berichten
  • 1 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 01 december 2003 - 23:00

Dag mensen,

Ik zit in 6 vwo en maak momenteel samen met een klasgenoot een zgn. profielwerkstuk: een belangrijk werkstuk, waarmee we de middelbare school als het ware afsluiten. Als onderwerp hebben wij gekozen voor de "whoosh bottle". Deze ziet er (schematisch) als volgt uit:

Het is een plastic fles (cola-)fles op (lego-)wieltjes, waarin we aan de bovenzijde een klein gaatje hebben gemaakt (diameter is ongeveer 4 mm). We doen hier vloeibaar methanol of ethanol in. Nadat we de dop erop gedaan hebben en het gaatje bovenop hebben afgeplakt, verwarmen we hem met warm kraanwater. Zo wordt het methanol (of ethanol) een gas en mengt het met zuurstof. We zetten de fles, na hem eerst te schudden en te draaien, op een rails (van lego) en halen de dop van de fles af en ook het plakbandje op het bovenste gaatje. Tenslotte steken we het mengsel van de gassen aan bij het bovenste gaatje op de fles. In de fles vindt nu een explosie plaats en de fles rijdt vervolgens weg.

Aan dit experiment gaan wij allerlei dingen onderzoeken.

Een deelvraag van ons luidt: "hoe kan het dat de "raketauto" beweegt?" Door de explosie wil het gas meer ruimte innemen en probeert het gas met alle macht uit de grote opening te ontsnappen. Hierdoor ontstaat, zo dachten wij, een reactiekracht, waardoor de fles beweegt. Nu heb ik de volgende vragen aan U: Waar precies begint deze kracht?

Moeten wij inderdaad alleen rekening houden met deze kracht, of zijn er meer factoren die de beweging van de raketauto veroorzaken?

Ik hoop dat U bereid bent ons te helpen en u ons ook kunt helpen met deze vragen.

Bij voorbaat hartelijk dank,

Roel.

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Jorim

    Jorim


  • >5k berichten
  • 5078 berichten
  • Beheer

Geplaatst op 02 december 2003 - 12:05

Ik wil ff beginnen met je aan te raden om methanol te gebruiken doordat deze een (veel) lager kookpunt heeft (64,6 tegenover 78,3) en deze dus makkelijker zal koken. Sowieso zou ik redelijk oppassen met de hoeveelheid die je gebruikt anders gaat de fles niet vooruit. maar 'de lucht in'.

Over de krachten die werken op de fles, dat zijn er natuurlijk een hele hoop, maar naar mijn idee zorgt alleen de 'explosie' voor de voortstuwing. De wielen, zwaartekracht, luchtweerstand remmen de fles alleen maar af.

Verder denk ik dat je hiervoor meer natuurkunde nodig hebt als scheikunde, maar je weet maar nooit of hier verder nog iemand lid is die je wat meer kan vertellen.

Ik heb zo wel weer even genoeg gedacht. Ik hoop dat je hier in ieder geval al wat aan hebt en mog je nog meer iets chemischer gerichte vragen hebben dan kan ik je wel verder helpen en voor de natuurkunde kant moet je nog maar even afwachten :) .

#3

frank p_CF

    frank p_CF


  • 0 - 25 berichten
  • 6 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 08 december 2003 - 13:58

heej

ik had zo het idee dat de uitzettende moleculen meer kinetische energie krijgen door de hitte waardoor ze harder gaan bewegen, en met hogere snelheid tegen de wanden (vooral de wand "onderaan/achteraan" de fles dus) van de fles knallen en zo de fles laten bewegen. er 'vliegen' ook energierijkere moleculen via de opening de fles uit, welke rol deze spelen weet ik niet zo gauw.

Veranderd door frank p, 08 december 2003 - 14:00


#4

Jorim

    Jorim


  • >5k berichten
  • 5078 berichten
  • Beheer

Geplaatst op 08 december 2003 - 19:25

Oke nog ff een toevoeging:

Chemische reactie's: 2CH4O(g) + 3O2(g) --> 2CO2(g) + 4H2O(g)

Hierbij ontstaat veel gas (2CO2 en 4H2O) dat ergens heen wil en de enige uitgang is de opening. Daar 'spuit' dan al het gas uit en duwt de fles de andere kant op.

Ik zei het al eerder maar begin te testen met druppels is een 2L fles en breidt dit langzaam uit. Als je op internet zoekt naar 'woosh bottle' vindt je vooral veel over brandwonden! :)

#5

Elbert

    Elbert


  • Functie: Grafisch onderhoud
  • 778 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 08 december 2003 - 19:57

Als je op internet zoekt naar 'woosh bottle' vindt je vooral veel over brandwonden!

Een gewaarschuwd mens telt voor 2 :)

#6

frank p_CF

    frank p_CF


  • 0 - 25 berichten
  • 6 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 09 december 2003 - 20:43

is de kracht waar het echt om draait, het zich afzetten tegen de wanden?

#7

Elbert

    Elbert


  • Functie: Grafisch onderhoud
  • 778 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 09 december 2003 - 20:49

Ik denk het wel,
Maarja wie ben ik om dat te zeggen met me minimale
kennis van chemie enzo

je moet het volgens mij verglijken met als je snel optrekt
met de auto dan wordt je ook in je stoel gedrukt.

#8

Jorim

    Jorim


  • >5k berichten
  • 5078 berichten
  • Beheer

Geplaatst op 09 december 2003 - 21:09

Wacht ff...

Jullie hebben het idee dat de fles gaat vliegen doordat er atomen tegen de 'onderkant' aan botsen?? Hoe komt het dan dat een waterkoker, heel erg actieve deeltjes, niet weg vliegt. :)

Dat is een behoorlijk verkeerde gedacht. Het heeft te maken met de uitstoot van gassen net als een raket.

Hierbij ontstaat veel gas (2CO2 en 4H2O) dat ergens heen wil en de enige uitgang is de opening. Daar 'spuit' dan al het gas uit en duwt de fles de andere kant op.


#9

Elbert

    Elbert


  • Functie: Grafisch onderhoud
  • 778 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 09 december 2003 - 21:13

Jullie hebben het idee dat de fles gaat vliegen doordat er atomen tegen de 'onderkant' aan botsen?? Hoe komt het dan dat een waterkoker, heel erg actieve deeltjes, niet weg vliegt.

Een waterkoker is toch heel wat anders??
die staat toch vast en daar licht het water
toch al op de bodem?? :)

denk aan onze experimenten met de fles en het fietspompje dat is toch
eigenlijk hetzelfde princiepe door de kracht van het water dat
uit de fles schiet schiet de fles omhoog :)

Ik moet me eigenlijk helemaal niet in deze discussie mengen maarja zit er nou toch al in .. :)

#10

frank p_CF

    frank p_CF


  • 0 - 25 berichten
  • 6 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 11 december 2003 - 15:46

bij een waterkoker botsen ze ook tegen de wanden op, maar als ze daar tegen de onderkant aan botsen dan kan hij niet bewegen, omdat hij immers op een tafel staat. en het botsen tegen de andere wanden heft elkaar op denk ik.en de bewegingen zijn (denk ik) niet zo heftig als bij hete gassen het geval is.
Wat houd het "wegvliegen-en-daardoor-beweegt-de-fles" dan in? de actie is denk ik een molecuul dat botst tegen de onderkant, en de reactie lijkt me het bewegen van de woosh-bottle. wat is anders de actie-reactie combinatie? er moet tenslotte toch een of andere kracht op de fles zelf werken.

#11

The Storm

    The Storm


  • Chemieforum.nl erelid
  • 148 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 11 december 2003 - 21:32

Plus dat er een klein verschilletje zit tussen water en methanol...

Volgens mij gaat de fles vooruit omdat alle moleculen zo snel mogelijk uit die uit de fles willen. Deze nemen dan de kortste weg, dat is dus door de achterkant waardoor de fles vooruit schiet. Het hangt er ook vanaf hoe zwaar de fles en hoeveel "brandstof" erin zit, als dit te dicht bij elkaar zit, vind er te weinig actie-->reactie plaats... (Help, natuurkunde!)

#12

frank p_CF

    frank p_CF


  • 0 - 25 berichten
  • 6 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 11 december 2003 - 22:23

maar beweegt de fles alleen omdat de deeltjes een korte weg kiezen? wat is de echte kracht dan?

#13

lampje_CF

    lampje_CF


  • 0 - 25 berichten
  • 13 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 05 september 2007 - 13:03

Dag mensen,

Ik zit in 6 vwo en maak momenteel samen met een klasgenoot een zgn. profielwerkstuk: een belangrijk werkstuk, waarmee we de middelbare school als het ware afsluiten. Als onderwerp hebben wij gekozen voor de "whoosh bottle". Deze ziet er (schematisch) als volgt uit:

Het is een plastic fles (cola-)fles op (lego-)wieltjes, waarin we aan de bovenzijde een klein gaatje hebben gemaakt (diameter is ongeveer 4 mm). We doen hier vloeibaar methanol of ethanol in. Nadat we de dop erop gedaan hebben en het gaatje bovenop hebben afgeplakt, verwarmen we hem met warm kraanwater. Zo wordt het methanol (of ethanol) een gas en mengt het met zuurstof. We zetten de fles, na hem eerst te schudden en te draaien, op een rails (van lego) en halen de dop van de fles af en ook het plakbandje op het bovenste gaatje. Tenslotte steken we het mengsel van de gassen aan bij het bovenste gaatje op de fles. In de fles vindt nu een explosie plaats en de fles rijdt vervolgens weg.

Aan dit experiment gaan wij allerlei dingen onderzoeken.

Een deelvraag van ons luidt: "hoe kan het dat de "raketauto" beweegt?" Door de explosie wil het gas meer ruimte innemen en probeert het gas met alle macht uit de grote opening te ontsnappen. Hierdoor ontstaat, zo dachten wij, een reactiekracht, waardoor de fles beweegt. Nu heb ik de volgende vragen aan U: Waar precies begint deze kracht?

Moeten wij inderdaad alleen rekening houden met deze kracht, of zijn er meer factoren die de beweging van de raketauto veroorzaken?

Ik hoop dat U bereid bent ons te helpen en u ons ook kunt helpen met deze vragen.

Bij voorbaat hartelijk dank,

Roel.

het is natuurlijk niet actueel meer maar ik vind dat er toch een antwoord moet komen op de vraag:
de druk die ontstaat door de chemische reactie ( verbranding ) van in dit geval methanol/ethanol maar dit zelfde geld voor alle brandstoffen en ook voor verwarming en de daardoor onstane damp ( gas ) alsmede de uitzetting daarvan ( stoom )
de druk op de binnenkant fles is in alle richtingen gelijk, door de opening ( gat ) is er een stukje geen fles voor de druk om tegenaan te drukken en de fles zal dus in tegenovergestelde richting bewegen.
door de schuin toelopende hals van de fles zal er ook nog een stuw-straal ontstaan, nl. het snelstromende gas dat uit de fles komt drukt tegen de stilstaande lucht buiten de fles waardoor de fles nog sneller zal bewegen.
e.a. volgens mijn baas mr. W.Wortel dus val mij er niet op aan als ik fout zit.

PS. het zou ook leuk zijn om te weten hoe het experiment is afgelopen.

#14

phj

    phj


  • >250 berichten
  • 497 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 05 september 2007 - 14:37

maar beweegt de fles alleen omdat de deeltjes een korte weg kiezen? wat is de echte kracht dan?

Een stukje basisfisyca die hierbij komt kijken betreft de derde wet van Newton.
De totale impuls vůůr het reactie van fles + dampen is gelijk aan 0 (immers, p = mv en v = 0).
Als het volume van deze gassen door de verbranding uitzet, vindt er een kracht naar achteren plaats.
De impuls van de fles + dampen BLIJFT echter 0: dit resulteert in een beweging van de fles naar voren.
De versnelling van de fles komt overeen met het quotiŽnt van de kracht waarmee de verbrandingsgassen de raket verlaten en de massa van de fles.
Ik denk dat je hier wel mee overweg kunt.

#15

Marjanne

    Marjanne


  • >1k berichten
  • 4771 berichten
  • VIP

Geplaatst op 05 september 2007 - 17:20

En dat..., phj, is het juiste antwoord. Het is gewoon de wet van behoud van impuls: mflesvfles = - mgasvgas.

Het gaatje bovenop de fles remt de boel enigszins (of liever gezegd: drukt de fles iets steviger op de weg). Daar komt ook een impuls uit met als effect een kleine neerwaartse kracht, die uiteindelijk ¬īoplost¬ī in warmte. Het doel van dit gaatje is alleen maar het aansteken van de inhoud.

En dit beŽindigt deze na lange tijd weer opgerakelde discussie.

Mocht de beŽindiging op deze manier niet lukken, dan zet ik er een slot op.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures