[home]
[inhoud site][Inhoud bovenbouw][practicum][links]


Praktisch onderzoek

onderbouw vwo

Welke kleding houdt ons het warmst?

Bron: Ewington, E.J. en Spencer, J (1981), Projects in Biology. London:Routlledge & Kegan Paul

Inleiding

Mensen zijn warmbloedig (homoiotherm). Dat wil zeggen dat de temperatuur van het lichaam onder alle omstandigheden vrijwel constant is (ongeveer 37oC ± 0,5 oC).
We kunnen onze lichaamstemperatuur constant houden door als we het te warm hebben de bloedvaten in de huid te verwijden, er wordt dan meer warmte aan de omgeving afgestaan, en door te zweten.
Als het buiten koud is en we dus teveel warmte aan de omgeving verliezen, worden de bloedvaten in de huid juist nauwer en we kunnen door het rillen van bewegingsspieren extra warmte produceren.
Dieren met een vacht of met veren kunnen als het koud is de haren en veren opzetten, waardoor een dikkere laag isolerende lucht rondom de huid zit. Wij kunnen dat niet en hebben dus kleren nodig om ons warm te houden.

Bron(nen)

  • Zoek in je biologie boek of op internet op hoe dieren zich beschermen tegen de kou.
  • Regeling van de lichaamstemperatuur

    Onderzoek

    Doel

    Je gaat onderzoeken welke kleding ons het beste beschermt tegen de kou.

    Werkwijze

    materiaal

    Een pvc-buis als model voor de bovenarm
    deksel voor de pvc-buis met een gat voor de thermometer
    thermometer
    magnetische roerder
    verschillend kledingmateriaal om te testen
    warm water

proefopstelling

methode

  • Lees eerst de hele methode door.
    Bepaal de oppervlakte (de huid) van de "kunstarm".
  • Maak de proefopstelling in orde.
  • Knip het kleding materiaal dat je wilt gaan gebruiken, zodat het precies om de pvc-buis past.
  • Doe het magneetje in de buis en zet de opstelling op de magnetische roerder.
    Zet de roerder op een lage stand. Het water moet, net als het bloed, een beetje in beweging blijven.
    Noteer de stand die je gebruikt zodat die bij de verschillende proeven steeds hetzelfde is.
  • Doe warm water (ongeveer 60oC) in de kunstarm.
  • Doe de deksel op en de thermometer in de buis en houd het verloop van de temperatuur bij, bijvoorbeeld door iedere 2 minuten te meten.
    Als de temperatuur ongeveer 40oC (ongeveer de lichaamstemperatuur) geworden is ga je het temperatuurverloop noteren.
    Stop de meting als het water ongeveer de kamertemperatuur bereikt heeft.
  • Zet je resultaten in een overzichtelijke tabel.
    Let erop: in de tabel de eenheden en grootheden vermelden.
  • Herhaal de proef met ander kledingmateriaal.

    Verwerking van de resultaten

    Zet ook alle berekende gegevens in een tabel.

  • Bereken de warmteafgifte per tijdseenheid.
  • Bereken hoeveel warmte per uur (of per dag: 24 uur) afgegeven zou worden.
  • Maak een staafdiagram waarin het verschil tussen de verschillende kleding te zien is.
    Zie
    techniekkaart onderbouw 1.4
  • Je kunt ook berekenen wat dit voor je eigen lichaam zou betekenen.

    Als x kJ (of kcal) aan energie (warmte) afgegeven wordt, is x kJ energie uit het voedsel nodig om dat verlies te compenseren en het lichaam op temperatuur te houden.

  • Bereken hoeveel calorieën of joules per uur (of per dag) aan warmte door de arm afgegeven worden (zie informatie)
  • Bereken hoeveel brood je zou moeten eten om dat energieverlies weer aan te vullen.
Informatie

De hoeveelheid energie kan aangegeven worden in de Joules (J) of in calorieën (cal).

1 cal is de hoeveelheid energie die nodig is om 1 ml water 1oC in temperatuur te laten stijgen.

De hoeveelheid energie in voedingsmiddelen wordt meestal aangegeven in kJ

1 cal = 4,184J
1 kJ = 1000 J

Nabespreking

Wat is de conclusie van je onderzoek?

Poster of verslag

Poster: zie aanwijzingen techniekkaarten onderbouw 1.3

Verslag: zie aanwijzingen techniekkaarten onderbouw 1.1

Ideeën voor verder onderzoek

Je kunt dit onderzoekverder uitbreiden. Hieronder staan wat ideeën. Neem niet teveel hooi op je vork. Je kun beter één ding goed onderzoeken dat veel oppervlakkig.
Zie
stappenplan onderzoek.

  • Is er verschil in warmteafgifte als de arm kleiner (bijvoorbeeld de arm van een baby) is?
    Als model voor een kleinere arm kun je bijvoorbeeld een plastic maatcilinder van 100ml gebruiken.
  • Maakt de kleur van de kleding verschil?
  • Maakt het verschil als één laag kleding of meerdere lagen kleding gebruikt wordt?
  • Maakt het verschil als de kleding nat (vochtig) is?
  • Maakt wind verschil? Gebruik een föhn.

naar inhoud 
©scholte/marree 2008