Winterprijsvraag

| Redactie

Of er bevinden zich weinig puzzelaars onder de UT studenten of de vragen van de kerstprijsvraag waren te moeilijk. Want echt veel oplossingen kwamen er niet binnen. Gelukkig konden we wel een winnaar selecteren, die, ofschoon zijn uitwerking van de oplossingen erg summier was, toch alle vragen goed kon beantwoorden. Die winnaar is: Elger Bouwman. Voor hem ligt op de redactie een boekenbon van 100 gulden klaar.

De oplossingen

1.Er ligt ijs op een sloot. Het is buiten precies nul graden, en ook het water onder het ijs is nul graden. Groeit het ijs onder die omstandigheden aan?

Aan de bovenkant sublimeert het ijs en wordt daardoor dunner. Dat treedt vooral op als het waait. Scheuren laten dat goed te zien, doordat ze door sublimatie breder en dieper worden. Door dit sublimeren wordt warmte aan het ijs onttrokken. Het ijs groeit daardoor aan de onderkant aan. Voor het sublimeren van ijs is echter tien maal zoveel energie nodig als voor het bevriezen van de zelfde massa water. De afname aan de bovenkant geeft dus een grotere aangroei aan de onderkant. Het ijs wordt dikker.

2.Waarom kun je bij zeer lage temperaturen geen sneeuwbal maken? Leg daarbij ook uit hoe een sneeuwbal gewoonlijk bij elkaar wordt gehouden.

De kunst van het sneeuwbalmaken is het gedeeltelijk ontdooien van de sneeuw. Door de druk van het samenballen komt energie vrij. De moleculaire structuur verdicht zich immers. Door de vrijkomende energie wordt temperatuur even iets hoger, waardoor een deel van de sneeuw smelt en zacht wordt. Het effect treedt alleen op bij het in elkaar drukken, en duurt daarom maar kort. Daarna daalt de temperatuur weer snel, zodat de gesmolten sneeuw weer bevriest. De sneeuwkristallen zijn nu door het ijs met elkaar verbonden, wat stevigheid aan de bal geeft. Vooral aan de oppervlakte wordt zo een harde beschermende huid rond de sneeuwbal gevormd. De warmte van de handen werkt daaraan mee. Als de temperatuur te laag wordt, lukt het smelten niet meer. De energie die dan vrijkomt bij het samenpersen is niet meer voldoende om de temperatuur plaatselijk tot nul graden te laten oplopen.

3.Als sneeuw net gevallen is, wordt het stil. Is dit een onbewust ontzag voor de stilte van de nacht? Of is er een andere oorzaak?

Tussen de vlokken van pasgevallen sneeuw zitten kleinere en grotere tussenruimten. Die kunnen geluid uitstekend dempen. Er wordt dus veel minder geluid gereflecteerd Slechts geluidsgolven die zich rechtlijnig tussen geluidsbron en oor voortplanten worden nog waargenomen. Bij samengeperste sneeuw is het effectechter praktisch nihil. Het tegenovergestelde effect treedt op bij een glad wateroppervlak: daar wordt juist veel geluid gereflecteerd waardoor het geluid ver draagt. Als het echt koud is, doet de vrieslucht de demping door de sneeuw gedeeltelijk teniet. Het geluid plant zich dan namelijk op een bijzonder manier voort. Geluid dat naar aanvankelijk schuin omhoog straalt, buigt geleidelijk weer terug naar de aarde en komt dan toch weer bij een verre waarnemer op de grond terecht. Het geluid kan onder die omstandigheden bijzonder ver dragen. De afbuiging wordt veroorzaakt doordat de lucht bij vrieskou naar boven toe warmer is. Doordat de geluidssnelheid hoger is bij een hogere temperatuur, treedt een afbuiging op.

Stay tuned

Sign up for our weekly newsletter.