Jan vraagt Daan

Is water oneindig vloeibaar?

Daan van Eijk en Jan Beuving.

Daan van Eijk en Jan Beuving vormden het (wetenschaps)cabaretduo Jan & Daan. Jan is wiskundige en theatermaker. Daan is natuurkundige aan de University of Wisconsin in Madison, VS. Om de week stellen zij elkaar een vraag.


Dag Daan,

Ik zat vorig weekend in het kleuterbadje van een groot vakantiepark, en ik moest aan je denken. Niet omdat ik door al het weerkaatsende geluid me afvroeg of ze zo'n zwembad bewust bouwen op maximaal kakofonische akoestiek. (Hoewel het wel interessant is dat er theaters zijn waar het geluid heel droog is, terwijl je in zo'n zwembad ieder krijsend kind op 30 meter afstand kunt horen alsof het in dolby surround sound wordt versterkt.)

Ik moest aan je denken omdat er in het kleuterbad twee oude wasmanden stonden. Op het eerste oog leek het rommel, waarvan je je afvroeg waarom het in het zwembad slingerde, maar de wet van kinderen is dat ze de doos waarin het speelgoed zit vaak leuker vinden dan het speelgoed zelf. De glijbanen en spuitende slangen verloren het in dit geval van de wasmand.

De wasmand had namelijk gaten rondom, en als je de wasmand eerst op de bodem van het badje zette, en vervolgens snel optilde, liep het water er rondom uit. Het klinkt lullig, maar het leidde tot grote vreugde bij de kinderen, ook al was het letterlijk in anderhalve seconde voorbij. (Het was voor mij best een goeie work-out.) Dit was het moment dat ik aan jou moest denken. Als er maar één gat in de wasmand zou zitten, zou het natuurlijk veel langer duren voor het water door dat ene gat was weggelopen.
Terug in het vakantiehuisje viste ik een oud melkpak uit de prullenbak, en met de kleinste naald die ik had, maakte ik een gaatje onder in de zijkant. Ik vulde het pak met water, dat onmiddellijk door het gaatje sijpelde.

Nu mijn vraag: zou het mogelijk zijn om een gaatje te maken dat zo klein is, dat het water er niet doorkomt, omdat de cohesie van de moleculen zo groot is? Die vraag valt uiteen in twee delen: kan het in de praktijk? En zo nee, kan het dan misschien in theorie? Of is het water 'oneindig' vloeibaar, en vindt het, om Bram Vermeulen te citeren, altijd een weg?

Dag Jan,

Leuk, die vraag over die wasmand. Maar ik bleef eigenlijk meteen hangen in je eerste alinea, want waarom is het eigenlijk altijd zo'n enorme herrie in (binnen)zwembaden? Ik vermoed niet dat ze bewust zo gebouwd worden: het is voor niemand leuk en het kan zelfs ronduit gevaarlijk zijn. Hoe hoor je iemand om hulp roepen met al dat lawaai?

Grappig dat je het droge geluid van theaters tegenover de natte omgeving van een zwembad zet. Zou die totaal andere betekenis misschien toch iets met elkaar te maken hebben? In een 'geluidsdroge' ruimte komt er geen enkele echo terug. We zeggen ook wel dat het geluid dood slaat. Een 'geluidsnatte' ruimte heeft juist veel echo, en het is inderdaad zo dat letterlijk natte ruimtes bijna altijd geluidsnat zijn. Niks galmt zo lekker als zingen onder de douche in een badkamer!

De reden daarvoor is voornamelijk een ontwerpkeuze: zwembaden en badkamers zijn per definitie (letterlijk) natte ruimtes en daarom is het nuttig om ze van harde en vlakke materialen te voorzien die niet gaan schimmelen en goed schoon te houden zijn, zoals bijvoorbeeld tegels en glas. En dat zijn materialen die nou niet bekend staan om hun geluidsabsorberende eigenschappen. Dan is er nog de fysica: vochtige lucht absorbeert de energie in geluidsgolven veel minder dan droge lucht, waardoor naast de reflecties (echo) ook het geluidsniveau veel langer hoog blijft.

Maar je vroeg iets over water dat uit een gat in een wasmand stroomt. Bij heel kleine gaatjes kan de uitstroom van water inderdaad stoppen. Het gaat dan niet om de vloeibaarheid (eigenlijk viscositeit) van het water of de cohesie tussen watermoleculen (eigenlijk vanderwaalskrachten) maar om de oppervlaktespanning van waterdruppels. Als de oppervlaktespanning van een waterdruppel in het gat gelijk is aan de hydrostatische druk van de waterkolom boven het gat, zal de uitstroom stoppen. Typisch is een gaatje van 0.1 millimeter genoeg om een waterkolom van 10 centimeter hoog tegen te houden. Zodra je meer water in de mand gooit zal het weer gaan stromen, net zolang tot de waterkolom weer 10 centimeter hoog is en er een nieuw druk-evenwicht is ontstaan.

Of is dat een wel heel droog antwoord op een natte vraag?

Lees hier meer prangende vragen en snedige antwoorden van Daan van Eijk en Jan Beuving.

Meer over

Wilt u iets delen met Trouw?

Tip hier onze journalisten

Op alle verhalen van Trouw rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@trouw.nl.
© 2019 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden