'whoosh-bottle'

Moderators: ArcherBarry, rwwh

Berichten: 1

'whoosh-bottle'

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.
Gebruikersavatar
Beheer
Berichten: 5.290

Re: 'whoosh-bottle'

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 :) .

Berichten: 6

Re: 'whoosh-bottle'

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.

Gebruikersavatar
Beheer
Berichten: 5.290

Re: 'whoosh-bottle'

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! :)

Berichten: 778

Re: 'whoosh-bottle'

Als je op internet zoekt naar 'woosh bottle' vindt je vooral veel over brandwonden!
Een gewaarschuwd mens telt voor 2 :)

Berichten: 6

Re: 'whoosh-bottle'

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

Berichten: 778

Re: 'whoosh-bottle'

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.

Gebruikersavatar
Beheer
Berichten: 5.290

Re: 'whoosh-bottle'

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.


Berichten: 778

Re: 'whoosh-bottle'

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 .. :)

Berichten: 6

Re: 'whoosh-bottle'

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.

Berichten: 148

Re: 'whoosh-bottle'

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!)

Berichten: 6

Re: 'whoosh-bottle'

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

Berichten: 13

Re: 'whoosh-bottle'

drummerroel schreef: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.

Berichten: 497

Re: 'whoosh-bottle'

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 vóór 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 quotiënt van de kracht waarmee de verbrandingsgassen de raket verlaten en de massa van de fles.

Ik denk dat je hier wel mee overweg kunt.

Gebruikersavatar
Berichten: 4.771

Re: 'whoosh-bottle'

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 ´oplost´ in warmte. Het doel van dit gaatje is alleen maar het aansteken van de inhoud.

En dit beëindigt deze na lange tijd weer opgerakelde discussie.

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

Gesloten