Wanneer ik kokend water in mijn theepot giet, en het tot aan de rand vul, dan zie ik al snel het waterniveau dalen. En behoorlijk zelfs.

Als je kokend water in een theepot, giet daalt het waterniveau. (c) flickr-gebruiker Vélocia
(c) flickr-gebruiker Vélocia

Is dit volledig toe te schrijven aan de verdamping van het water, of is het dit aardewerken keteltje (enkele minuten voorverwarmd water van meer dan 70° Celsius) dat uitzet?

Dossier: het raadsel mens
LEES OOK

Dossier: het raadsel mens

Ons lichaam bevat flink wat raadsels. We onderzoeken daar de verbazingwekkendste van en bespreken de bijzondere inzichten waar ze toe leiden.

Ed Bakker

‘Het niveau daalt omdat de theepot uitzet door opwarming (met 80°C) én omdat het water krimpt door afkoeling (met circa 40°C)’, schrijft IJsbrand Velzeboer. Een stenen theepot heeft ongeveer dezelfde lineaire uitzettingscoëfficiënt als beton, redeneert Velzeboer.

Even rekenen: dat is 12 micrometer per meter per graad Celsius. Als de bolvormige theepot een binnendiameter van 15 centimeter heeft, en 80°C warmer wordt, dan neemt de diameter toe met 0,14 millimeter. Zo’n pot, met een aanvangsvolume van 1,767 liter, wordt daardoor 5 milliliter ruimer.

Dat kan leiden tot een theepeildaling, vooral wanneer de hals van de theepot klein is, aldus Velzeboer. Als de pot een nauwe opening van 5 centimeter heeft, scheelt het wel 2,5 millimeter in het theeniveau.

Daar komt nog eens het krimpen van het afkoelende water bij. Gerekend met de bovenstaande theepot kom je daarmee op nog eens 15 milliliter volumeverandering.

Toch is dat een minder waarschijnlijke bijdrage aan de snelle theepeildaling, omdat het water veel trager afkoelt dan de theepot opwarmt. Ook verdamping is een traag effect.