Populaire natuurkundige voordrachten II Ijs en kunstmatige voortbrenging van ijs

Het water vertoont in de verschijnselen, die bij afkoeling ontstaan, belangrijke afwijkingen van den regel, door de meeste andere vloeistoffen gevolgd. Beginnen wij, om dit aan te toonen, met een glazen buis met reservoir in den vorm van een gewonen thermometer te nemen, die niet met kwik, maar met water is gevuld. Het beeld van een deel der buis projecteeren wij met behulp van een sciopticon op een scherm; duidelijk zien wij daarbij het uiteinde der waterkolom. Koelt men nu het reservoir, door het in een af koelend mengsel te plaatsen, af, dan zien wij in het omgekeerde beeld de waterkolom rijzen, waaruit volgt, dat zij in de huis daalt en dat het water dus bij afkoeling inkrimpt. Na eenige oogenbikken daalt echter het water in het beeld en rijst het dus in de buis; het water gaat dus weer uitzetten. Die uitzetting begint bij 4º C.; bij deze temperatuur heeft dus het water zijne grootste dichtheid. Bij verdere afkoeling blijft het nu uitzetten en bevriest bij 0° C. Om hetgeen bij het bevriezen geschiedt te kunnen waarnemen, maken we van een ander toestel gebruik. Een thermometer, welks schaal op een doorzichtige glazen plaat is geëtst, is in een kleinen glazen kelk, met water gevuld, geplaatst, welke omgeven is door een cilindervormig glazen vat. Door dit laatste voert men van onderen een stroom alkohol aan, die in een hooger gelegen trechter gegoten en, door een in een afkoelend mengsel geplaatste slangvormige huis stroomend, afgekoeld wordt. Deze koude alkohol koelt het water in den kelk af en loopt buiten langs het cilindervormig vat heen in een wijder vat, waaruit het weer in een bekerglas kan worden opgevangen. Het toestel wordt zoo in het sciopticon geplaatst, dat op het scherm de kelk en het onderste deel der schaal van den thermometer zichtbaar zijn. Men ziet de kwikzuil in het beeld in den beginne snel rijzen, dus den thermometer zelf dalen, totdat de temperatuur van 0° C. is bereikt. Op dat oogenblik wordt het beeld van het water in den kelk troebel, hetgeen bewijst, dat het water bevriest. Nu blijft, niettegenstaande de steeds voortgaande afkoeling, de thermometer geruimen tijd op 0º C. staan. Dat bij deze aanhoudende onttrekking van warmte aan het water de temperatuur toch niet daalt, bewijst dat bij het bevriezen van het water warmte ontstaat, een verschijnsel dat zich steeds bij het stollen van vloeistoffen voordoet. Pas nadat al het water ijs geworden is, ziet men den thermometer weer dalen. Nadat de temperatuur eenige graden onder nul godaald is, neemt men de slangvormige buis uit het af koelend mengsel en plaatst ze in water van de gewone kamer-temperatuur. Giet men nu weer vloeistof er door, dan wordt het ijs verwarmd, en de temperatuur stijgt weer tot 0°. Dan echter blijft ze, niettegenstaande de voortgaande verwarming, een poos constant. Dit bewijst dat hij het smelten van het ijs warmte verdwijnt, wat eveneens steeds bij het smelten van een vaste stof geschiedt. Zoodra het ijs gesmolten is, gaat het gevormde water weer in temperatuur stijgen.