Onderzoeksvraag

Wat is het verband tussen de hoeveelheid opgelost suiker en de hoeveelheid opgelost zout in water en de snelheid waarmee dat water vervolgens 20 minuten lang vanaf 60 graden Celsius afkoelt?

Hypothese

Het water met zout koelt het minst snel af, het kraanwater koelt het snelst af en het water met suiker zit tussen deze twee in.

Werkwijze

Materialen:

• timer
• 106 ml water
• 7 ml zout
• 7 ml suiker
• bak met water van minimaal 60 graden Celsius
• 3 reageerbuisjes
• 3 thermometers
• reageerbuisrekje

Experiment:

Vul twee reageerbuisjes met 10 ml water en voeg 2 ml zout toe in reageerbuis 1, voeg 2 ml suiker toe in reageerbuis 2 en vul reageerbuis 3 met 20 ml water. Los het zout en suiker op in de reageerbuisjes en vul ze aan tot 20 ml, mix de oplossing daarna nog een keer. Zet het rekje in de bak met water van 60 graden Celsius en laat de reageerbuizen opwarmen totdat ze alle drie 60 graden Celcius zijn. Haal alle drie de reageerbuizen uit de bak met warm water en zet ze in een omgeving met kamertemperatuur. Noteer elke zestig seconden wat de temperaturen per reageerbuis zijn. Stop na 20 minuten de metingen. Zet drie nieuwe reageerbuisjes in het reageerbuisrek. Vul twee reageerbuisjes met 10 ml water en voeg 5 ml zout toe in reageerbuis 1, voeg 5 ml suiker toe in reageerbuis 2 en vul reageerbuis 3 met 20 ml water. Los het zout en suiker op in de reageerbuisjes en vul ze aan tot 20 ml, mix de oplossing daarna nog een keer. Zet het rekje in de bak met water van 60 graden Celsius en laat de reageerbuizen opwarmen totdat ze alle drie 60 graden Celcius zijn. Haal alle drie de reageerbuizen uit de bak met warm water en zet ze in een omgeving met kamertemperatuur.   Noteer elke zestig seconden wat de temperaturen per reageerbuis zijn. Stop na 20 minuten de metingen.

Resultaten

De thermometers zijn aan het einde van het onderzoek in een bak met water van 81,4 graden Celsius gezet. Alle thermometers gaven een temperatuur aan tussen de 81 graden Celsius en 81,4 graden Celsius. 

De temperaturen die de thermometers aangaven, zijn elke keer naar beneden afgerond op een geheel getal.

Conclusie

De hypothese klopte deels. De snelheid waarmee het water afkoelde verschilde per hoeveelheid opgelost suiker en zout in het water. 

Bij het onderzoek met 10% opgelost suiker, 10% opgelost zout en kraanwater klopte de hypothese. Het gewone kraanwater koelde het snelst af, en het water met zout erin het minst snel. Het water met suiker koelde ongeveer even snel af als het kraanwater (met een marge van 0 tot 1 graden Celsius en een enkele keer 2 graden Celsius).

Bij het onderzoek met 25% opgeloste stoffen klopte de hypothese niet. Integendeel, het was juist andersom. Hier blijkt uit de resultaten dat juist het water met zout het snelste afkoelde. Het water met suiker erin koelde wederom ongeveer even snel af als het kraanwater (met een marge van 0 tot 1 graden Celsius). Hieruit blijkt dat het voor de afkoelsnelheid weinig verschil maakt of er suiker in het water zit of niet.

Evaluatie en discussie

Over de betrouwbaarheid van dit onderzoek valt te twisten. De resultaten liggen erg dicht bij elkaar, waarbij ook nog een meetfout gemaakt kan zijn. Daarnaast waren de resultaten niet op decimalen, maar op gehele getallen afgerond. Bovendien was de temperatuur van de kamer niet op elk moment gelijk.

Een mogelijke verklaring voor het in verhouding in verhouding veel snellere afkoelen van het water met 25% zout dan het water met 10% zout dan het water met 10% zout is dat er bij het water met 25% zout in het water een verzadigde oplossing ontstond. Het zout dat niet opgelost werd in het water lag in een hoopje op de bodem. Dat kan van invloed zijn geweest op de temperatuur van het water. Bovendien zat de thermometer hierdoor in een laagje zout, en kan het zo zijn geweest dat het zout relatief snel afkoelde en dat, doordat de thermometer met het grootste deel van de meetvloeistof in deze laag zat, de thermometer voornamelijk de temperatuur van het zout heeft gemeten en niet de vloeistof daarboven. Dit kan ertoe hebben geleid dat de thermometer in het zoute water lagere waardes aangaf.

We hebben dit onderzoek maar 1 keer uitgevoerd. Hierdoor zijn de resultaten misschien niet representatief.

Hoe maak je een goed onderzoek?

In het tweede deel van de vaardigheidstraining is het de bedoeling om een presentatie te maken over hoe je een goed onderzoek maakt. Onze presentatie is hieronder te bekijken.