Als je twee "communicerende buizen" hebt, waarom kookt dan in de ene buis het water wel en in de andere buis niet?

Deze communicerende buizen worden o.a in de natuurkunde toegepast, in de techniek maar ook gewoon in de waterkoker die iedereen tegenwoordig in de keuken heeft staan. Als je het water kookt, en het kookpunt is bereikt, dan zal het water in het grote reservoir gaan koken ("borrelen"). Het water in de indicatiebuis moet dezelfde temperatuur hebben als het andere water, omdat deze met elkaar in verbinding staan. Toch zal dit water niet (of nauwelijks) beweging vertonen, terwijl het water in het grote reservoir wel degelijk zeer bewegelijk is.

Heeft iemand hier een verklaring voor?

Weet jij het antwoord?

/2500

Het beste antwoord

Als je het water in de grote cylinder lokaal verhit, zal er binnen die cylinder zogenaamde convectie plaats vinden. Het verwarmde water aan de onderzijde zal telkens naar de bovenzijde stromen, zolang er een temperatuursverschil is binnen de cylinder. En die stroming zal dus niet zijwaarts plaatsvinden. Zo blijft het horizontale buisje relatief koel.

Je redeneerfout zit erin dat water dat met elkaar in verbinding staat dezelfde temperatuur moet hebben. Als je in een koud bad de warm waterkraan aanzet duurt het een hele tijd voordat het water aan de andere kan van het bad warm is. In jouw tekening zit het verwarmingselement onder het grote reservoir. Het verwarmde water stijgt en verwarmt de hele kolom. Maar het water in de buis aan de zijkant wordt maar langzaam warm, omdat daar geen vermenging optreedt.

Het water in de kleine buis heeft een lagere temperatuur dan in de grote omdat het verwarmingselement in de grote buis zit en er niet voldoende vermenging plaatsvind met het water in de kleine buis ,het water in de kleine buis word dan alleen opgewarmt door geleiding van de warmte en blijft dus iets achter bij de rest.

Warmte verplaatst zich het gemakkelijkst van beneden naar boven en daarbij zal er door de verbindingsbuis nauwelijks meer stroming zijn als de niveaus op gelijke hoogte zijn. Bovendien koelt de indicatie-buis gemakkelijker af terwijl er niet gemakkelijk warmte wordt toegevoegd. Het zal daar dus beduidend minder warm zijn dan in het brede vat. Water is ook niet een echt goede geleider van warmte, met kwik zou het verschil al minder groot zijn.

Als een van de buizen wordt gevuld met een vloeistof, dan zal automatisch de andere buis zich ook vullen met die vloeistof. Het vloeistofpeil (de hoogte) zal overal gelijk zijn (zie foto in de titel). Pas als de verbindingsbuisjes te nauw worden kan er een niveauverschil optreden omdat de vloeistof niet meer door die buisjes kan stromen (blijft 'kleven' aan de wand van de buis).

Stel zelf een vraag

Ben je op zoek naar het antwoord op die ene vraag die je misschien al tijden achtervolgt?

/100