Vacuüm

• Techniek
• Biologie
• +5
• Basisschool
• Groep 6-8

Introductie

Bestaat er een plek waar nauwelijks lucht is? Wat gebeurt er op zo’n plek? Leerlingen doen in deze digiles zelf onderzoek naar wat er gebeurt met verschillende materialen in een vacuüm.

Instructies

Zet de knop 'devices in de klas' uit

Les in het kort

+/- 25 minuten

Confrontatie - 5 min

Lucht geeft druk

Onderzoek - 5 min

Wat is een vacuüm?

Experiment: vacuümpomp - 15 min

Wat gebeurt er op een plek waar nauwelijks lucht is?

Wat heb je nodig?

- Ballon

- Spekje

- Doorzichtige glazen wijnfles

- Vacuümpomp voor een wijnfles

- Vacuümdop voor een wijnfles

Algemene instructie digiles

Deze les is zowel digitaal via teams of thuis te volgen als klassikaal te geven op het digibord. Bij het starten van de les bepaal je zelf of je met of zonder devices wilt lesgeven. Aan de rechterkant vind je alle instructies en handelingen die nodig zijn voor een goede voorbereiding op de digiles.

Deze digiles bevat werkbladen die je zowel digitaal als op papier kunt behandelen. Let op! Als je met papieren werkbladen wilt werken is het handig deze voor het begin van de les uit te printen. Onderaan vind je een overzicht van alles slides. Per slide is er een specifieke uitleg over wat je als docent vertelt, wat je samen gaat doen en het geeft je extra informatie over het onderwerp. Deze aantekeningen vind je ook tijdens het lesgeven per slide terug. Leerlingen kunnen deze notities ook zien. Liever een geprinte versie tijdens het lesgeven? Print dan de aantekeningen via de link 'print' onder de rode knop 'start les'.

Veel succes! 

Dit leer je nu

Dit weet je al

Doen

Terugkijken

Klik op de hotspot

Afbeelding vergroten

Navigeren door de les

Kijken

Luisteren

Staat 'devices in de klas' uit? Onder de les kun je dit uitvinken. We adviseren de les te geven zonder devices.

De les is wel te geven met devices: leerlingen kunnen dan de code invullen en interactief meedoen met de les. 

Wat voel je?

Doe: Blaas een ballon op (zonder dicht te knopen). Laat een leerling erop drukken. Wat voel je? De lucht in de ballon drukt terug. Dat komt omdat er heel veel deeltjes lucht in de ballon zitten. De luchtdruk is dus heel hoog.

Vertel: De luchtdruk buiten de ballon is lager. Daar hebben de luchtdeeltjes veel meer ruimte. Lucht wil altijd graag in evenwicht zijn en daarom wil de lucht in de ballon graag naar buiten. Hierdoor wordt de ballon groter als je deze opblaast.

Doe en vertel: Laat de ballon los. Alle lucht stroomt dan heel snel naar buiten. Lucht gaat dus altijd van hoge druk naar lage druk.

Vertel dat lucht altijd overal om ons heen is. Als er in een ruimte nauwelijks of geen luchtdeeltjes zitten noem je dat een vacuüm.

Mensen zijn al heel lang nieuwsgierig geweest naar wat er gebeurt op zo’n plek waar geen lucht is. In het UMU staat een hele oude luchtpomp. Daarmee deden onderzoekers al in 1647 onderzoek naar wat er in een vacuüm gebeurt. In de 17de en 18de eeuw werd daar vervolgens veel mee geëxperimenteerd.

Wil je niet dieper ingaan op de luchtpomp en andere luchtpompen? Ga dan door naar de dia 8.

Wel dieper ingaan op de luchtpomp

Deze Utrechtse luchtpomp is afkomstig uit de werkplaats van Van Musschenbroek. De luchtpomp (of vacuümpomp) staat symbool voor het begin van de experimenten. Voorheen kon enkel waargenomen worden wat er in de natuur plaatsvond. Het nieuwe meetinstrument zorgde ervoor dat er onnatuurlijke situaties gecreëerd konden worden: het vacuüm maken van de omgeving. 

Er werd in 17e een 18e eeuw veel mee geëxperimenteerd. Dankzij nieuwe meetinstrumenten, zoals de vacuümpomp konden er nu echte experimenten gedaan worden. Zo kwam men erachter dat dieren en planten dood gingen wanneer ze geen zuurstof hadden. De omschrijving van zo’n soort proces was gruwelijk. Eerst kwam een dier in ademnood, waarna het begon over te geven of buiten bewustzijn raakte. Hierna volgde de dood al snel.

Omdat vacuüm in die tijd een theologisch en filosofisch omstreden begrip was, spraken wetenschappers liever van een luchtpomp. De oude luchtpomp van Van Musschenbroek werd vooral gebruikt voor kleine proefjes, zoals het onderzoeken wat er gebeurt met materiaal als je zuurstof uit de omgeving weg haalt.

Varkensblaas in ronde stolp

Longglas – luchtpomp in de collectie van het UMU.

De ruimte tussen de varkensblaas en de wand van de bol is luchtdicht afgesloten. Als de lucht uit de varkensblaas wordt gezogen zal deze door de luchtdruk eromheen ineen schrompelen. Wordt er weer lucht toegelaten in de blaas en de lucht in de bol weggezogen, dan neemt de blaas zijn oorspronkelijke vorm weer aan.

Valcilinder uit de collectie van het UMU.

Met deze valcilinder werd onderzoek gedaan naar de valsnelheid van voorwerpen in een vacuüm. De klepjes bovenin de cilinder kunnen één voor één naar beneden klappen. Voorwerpen die op de klepjes liggen kan je zo naar beneden laten vallen. Als de cilinder op een luchtpomp is geplaatst, kan deze vacuüm worden gezogen. In het luchtledige kan goed worden aangetoond dat de valsnelheid van voorwerpen onafhankelijk is van het gewicht. Verschillen in valsnelheid komen door de luchtweerstand. Daardoor dwarrelt bijvoorbeeld een veer, die veel luchtweerstand ondervindt, langzaam naar beneden.

Wat gebeurt er?

Vraag: Hebben jullie goed opgelet tijdens het introductiefimplje? ;) Vraag leerlingen wat ze denken dat er gebeurt met een spekje in een vacuüm.  

Doe: Schrijf de verschillende mogelijkheden op het bord.

Dit kunnen ze vandaag onderzoeken door een eigen luchtpomp te maken en een vacuüm te creëren.

Extra informatie voor de leerkracht

Alle deeltjes in de lucht hebben samen gewicht. Door de zwaartekracht drukt de lucht op alles op de aarde. Elke dag dragen mensen het gewicht van ongeveer twee olifanten op hun schouders mee! Gelukkig is ons lichaam er opgebouwd om dit te kunnen dragen. In ons lichaam is namelijk ook luchtdruk aanwezig. De kracht die de lucht aan de binnenzijde en aan de buitenzijde uitoefent is even groot. Daardoor worden we niet in elkaar gedrukt.

In een vacuüm zitten nauwelijks luchtdeeltjes. Dat betekent dat er ook geen weerstand is.

In het spekje zit ook lucht ‘gevangen’. Deze lucht wil, net zoals de lucht van de ballon, naar minder druk en duwt tegen het spekje aan. Daarom zet een spekje in een vacuüm uit.

Experiment!

Doe: Zet de materialen voor het experiment klaar op een tafel voorin de klas.

Zorg er voor dat alle leerlingen goed zicht hebben op het experiment voor in de klas. 

1. Stop een spekje in de wijnfles. Vraag de leerlingen wat ze denken dat er gebeurt als je alle lucht wegzuigt uit de fles.

2. Sluit de fles af met de dop en zuig de fles vacuüm. Wat gebeurt er met het spekje? Laat de fles eventueel rondgaan in de klas. 

Vraag aan de leerlingen of zij in eigen woorden kunnen uitleggen waarom dit met het spekje gebeurd. 

3. Wat willen de leerlingen nog meer in de vacuümfles doen? Laat ze voorspellen wat er gebeurt met het voorwerp.