[quote][quote][quote]Eleganter zou wellicht zijn om een intact ei in een vacuumkamer te brengen en de druk te verlagen tot het punt waarop het ei barst.[/quote]Een eierschaal van materiaal met een treksterkte van 40 MPa is bestand tegen inwendige druk die 0,8 MPa groter is dan de buitendruk. Een rauw ei breekt dus niet in een vacuumkamer met Δp = 0,1 MPa ([url=https://www.youtube.com/watch?v=q6hl2oj7R6o]video[/url]).[/quote]Ik moet zeggen dat ik wel verbaasd ben over die vacuum proef ..[/quote]
Een rauw ei breekt niet als je de omgevingslucht wegpompt met een vacuümpomp, maar zou het misschien wel in [i]bevriezend[/i] water breken? Bevriezend water zet 8% uit, en de holte waar het ei zich bevindt dus ook. De trekkracht op het ei kan groter worden dan in vacuum. Inderdaad breekt het ei door het bevriezen in twee (ongelijke) helften. De breuklijn langs de omtrek groeit uit tot een spleet van circa 1 mm breed. In eerste instantie valt te verwachten dat het ei in het bevriezende water de volle 8% moet uitzetten. Maar de 1 mm brede spleet is slechts 2% van de diameter. Wellicht heeft een restje vloeibaar water tijdens het bevriezen ook een deel van de holte opgevuld.

Als je vervolgens het ijs laat ontdooien blijft de spleet open zolang het ei onder water blijft. Als je het ei uit het water haalt sluit de spleet zich. Vermoedelijk trekt het schaalvlies de spleet dicht.
 
[attachment=0]eibevroren.png[/attachment]
[i]Ei in ijs[/i]

Ik zag hier al diverse bijdragen waarin het toevoegen van zout werd gemeld om de eieren te laten drijven.

Ik voeg altijd zout toe aan het water om de eieren niet te laten barsten en dat werkt perfect.

Nu nog even verklaren hoe......

Ik ben zo vrij om iets toe te voegen, feitelijk aan het begin van het topic. Eieren zijn van nature rond. Ik weet dit nog heel goed omdat mijn opa af en toe een paar kippen slachtte en mij daarbij liet zien dat er altijd nog een hele streng eieren in de kip lagen te wachten op het moment waarop ze gelegd zouden worden.

De vorm van het ei ontstaat door het persen van de kip en dan komt het dunne deel er het eerste uit. Dat is dan de onderkant. Moeder natuur heeft gezorgd voor bewegingsvrijheid van de inhoud van het ei door er wat lucht in te laten(geworden). Waar die lucht in het ei, nog in het ei-kanaal dan ook zit, het komt automatisch bovenin te zitten omdat de kip het ei immers laat vallen.

Dientengevolge moet later het gaatje in het bolle deel van het ei (de bovenkant dus) geprikt worden zodat de inhoud tijdens het koken kan expanderen. Na het koken resteert nog wat lucht in het ei. Door het snelle afkoelen in koud water krimpt de inhoud meer dan de schaal en zuigt het ei water op.

Daar kun je allerhande wetten en formules op los laten, maar zo gaat dat met eieren.

Het reproduceren van een resultaat in proeven is in hoge mate afhankelijk van de leeftijd van het ei, de legster er van, de omgevingstemperatuur, en die van het ei, en die van het water bij aanvang van de proef, de dikte van de schaal, de grootte van de dooier, de viscositeit van het eiwit, kortom, het barst van de variabelen die oncontroleerbaar zijn.

Voor de aardigheid:

Mijn opa was een klassieke (tweede generatie) melkboer, met eigen kippen, en mijn vroegste ervaringen met de inhoud van kippen dateert van de vijftiger jaren. Opa was de zoon van een melkboer die zijn bedrijf begon in 1870.

En:

Voor de oorlog (40/45) adverteerde men eieren het liefst met de zin: "Verse eieren van vast zittende kippen."

Ik hoop dat je er iets constructiefs mee kunt doen. In dit geval is duidelijk dat het antwoordmodel gewoon incorrect is, waarbij een stel tamelijk willekeurige wetenschappers dat in hun vrije tijd goed onderbouwen.

Als je in 40 vragen 25 exemplaren kunt vinden waar jij al aan twijfelt denk ik dat er sprake moet zijn van een structureel probleem. Missers in eindexamens komen wel vaker voor, maar dat gaat zelden om meer dan een paar procent van de totaalscore.

Zelf werk ik niet in het onderwijs, maar ken wel mensen die daarin werkzaam zijn en die daardoor nog wel eens wat proefwerken in natuurkunde, scheikunde of biologie langskomen waarbij ik ook mn twijfels heb over het bepalen van goed of fout, of bijvoorbeeld bij aanname van bepaalde kennis die niet te verkrijgen is uit de literatuur die men voor deze toetsen aangeboden krijgt.

Fouten aankaarten is m.i. belangrijk - niet alleen omdat ze leerlingen onterecht kunnen benadelen, maar vooral omdat ze soms fundamenteel inzicht ondermijnen.

Toevallig zag ik vandaag iets op TV voorbij gooide. Iemand gooide iets vanaf de 5e verdieping naar beneden, de presentator richtte er een of ander meet apparaat op en vertelde doodleuk dat de snelheid 207 km/h was. Dan vraag ik me af waar de realiteitszin is gebleven - voor de 50e verdieping was dat wellicht een redelijk getal geweest, maar vanaf de 5e kun je toch wel inschatten dat het ding echt geen 200 km/h gaat.

[i][off-topic][/i]

[i][quote] Maar gaan we hier nu iets mee doen? Ik neem aan dat leerlingen die dit examen gemaakt hebben een hoger cijfer verdienen als ze A hadden gekozen. [/quote][/i]

[i]Ik ga hier iets mee doen. Dit is maar één van de vele voorbeelden die ik heb gehaald uit een beeldschermexamen dat mijn kaderleerlingen als oefening mochten maken. Voor mijn gevoel klopte deze niet, maar ik kreeg dat niet onderbouwd. [/i]

[i]Vanaf komend jaar worden op het VMBO-KB niveau beeldschermexamens verplicht. Dit geeft scholen de flexibiliteit om examens op relatief willekeurige momenten af te nemen, in plaats van landelijk op één tijdstip. Maar dat betekent wel dat je jaarlijks best wel veel examenversies nodig hebt, en je de itembank goed moet afschermen. Ook betekent dat in mijn ogen dat iemand besloten heeft -nood breekt wet- dat kwantiteit boven kwaliteit gaat. Veel vragen zijn slordig geformuleerd, veel vragen of antwoordmogelijkheden zijn in een computerkeurslijf gewrongen, sommige vragen zoals deze pieksi gewoon fout (ditzelfde examen bevatte nog een vraag met een simpelweg apert fout correctie-antwoord dat ik hier niet eens ter discussie hoef voor te leggen, en dat gaat dan in totaal over 3 van de 60 de scorepunten, slordig vind ik in dat verband niet eens het passende woord), formules kunnen niet in de vorm [tex] v=\frac{s}{t} [/tex] geschreven worden, en zelfs de examenmakers presenteren ze in één vraag door elkaar als v=s/t of v=s÷t wat voor leerlingen op dit niveau zéker verwarring schept, vragen die eerder taalkundig spitsvondig zijn dan natuurkundig en dus niet valide, enz.[/i]

[i]Van alles wat ik nog maar zeer recent op een cursus toetsconstructie leerde wordt genegeerd. [/i]

[i]Kortom, ik ben de afgelopen week onder andere druk geweest met het samenstellen van een lijst van 25 voorbeelden (uit een examen met 40 vragen) met wat ik eraan fout vind of wat minstens in het vervolg beter zou moeten. Want met een beetje geluk loop ik op een bijeenkomst morgen iemand van CEVO tegen het lijf die ik mijn aanklacht mee kan geven.[/i]

[i]Zodoende heb ik me maar zijdelings met mijn "eigen" topic bemoeid, waarvoor mijn excuses aan allen. De post van jkien hier vlak boven bijvoorbeeld wil ik nog eens uitgebreid bestuderen zodra ik tijd heb, wnat ik vind eht een geweldige topic geworden, véél dieper dan ik het bedoeld had. Maar ik zie dat er vóór half april niet van komen. Eerst nog een weg zien te vinden voor "mijn" jongens om met deze vorm van examineren om te gaan zonder onnodige schade. Ze hebben zelf de afgelopen anderhalf jaar niet hard gewerkt :evil: , maar dit verdienen ze ook weer niet :roll: .[/i]

[i]Ga gezellig verder met deze topic trouwens tot het ei hardgekookt is. Het zou een leuke zijn geweest voor de nationale wetenschapsquiz.[/i]

[i][/offtopic] [/i]

[quote="'Benm'"]Ik moet zeggen dat ik wel verbaasd ben over die vacuum proef, maar als de schaal echt 8 bar kan hebben, dan kun je met zekerheid zeggen dat de lucht in de luchtkamer niet de oorzaak is van het barsten van het ei.

Mijn idee met het vacuum was dat door opwarming de lucht in die luchtkamer (van zeg 295K naar 370K) een drukverhoging in de orde van 0.25 bar gaat opleveren, en eenzelfde verschil kun je gemakkelijk bereiken onder zo'n stolp.[/quote]

De explosie van een ei in de magnetron is soms indrukwekkend ([url=http://www.youtube.com/watch?v=R14o4ylAutc#t=2m08s]video1[/url], [url=https://www.youtube.com/watch?v=BXKIahzdiPo#t=0m40s]2[/url], [url=http://www.sciencekids.co.nz/videos/experiments/eggexplosion.html]3[/url], [url=https://www.youtube.com/watch?v=qcAuVsX3dTg]4[/url], [url=https://www.youtube.com/watch?v=Zhi8Adst0-I#t=0m17s]5[/url], [url=https://www.youtube.com/watch?v=nuunIMIOs5E#t=0m10s]6[/url], [url=http://blogs.discovermagazine.com/d-brief/2017/12/06/exploding-egg-mystery/#.WjZIqbpFxxA]7[/url]). Is de druk waarbij het ei breekt misschien te vertalen in de potentiele energie van het gecomprimeerde eiwit en de opgerekte eierschaal, en in de arbeid die de explosie verricht?

 

 
[quote]
Maar gaan we hier nu iets mee doen? Ik neem aan dat leerlingen die dit examen gemaakt hebben een hoger cijfer verdienen als ze A hadden gekozen.
[/quote]

De examens zijn gewoonlijk in mei. Het is vermoedelijk een oude examenvraag die nu als oefening gebruikt werd, dus dan zijn we te laat.

Ik moet zeggen dat ik wel verbaasd ben over die vacuum proef, maar als de schaal echt 8 bar kan hebben, dan kun je met zekerheid zeggen dat de lucht in de luchtkamer niet de oorzaak is van het barsten van het ei.

Mijn idee met het vacuum was dat door opwarming de lucht in die luchtkamer (van zeg 295K naar 370K) een drukverhoging in de orde van 0.25 bar gaat opleveren, en eenzelfde verschil kun je gemakkelijk bereiken onder zo'n stolp.

Moeten we al met al concluderen dat die examenvraag niet deugd? Alle gegevens samen genomen denk ik dat de conclusie is dat antwoord A het meest correct is, en B wel te verdedigen is op middelbare school nivo.

Maar gaan we hier nu iets mee doen? Ik neem aan dat leerlingen die dit examen gemaakt hebben een hoger cijfer verdienen als ze A hadden gekozen.

In [url=http://www.math.cornell.edu/~rand/randpdf/eggshell.pdf]deze studie uit 1985[/url] wordt het probleem grondig geanalyseerd voor een vergelijkbaar proces: het wassen van de versgelegde eieren op de kippenboerderij, om vuil en salmonella te verwijderen, waarbij de eieren bijvoorbeeld 3 minuten in een waterbad van 45°C gedompeld worden. De druk in het ei neemt dan toe, de wandspanning in de wand stijgt, met het risico dat de schaal breekt doordat de wandspanning de treksterkte van de kalk overschrijdt. Het percentage van de eieren dat sneuvelt is niet verwaarloosbaar.

Centraal staat de [url=http://nl.wikipedia.org/wiki/Drukvat#Wanddikte_van_drukvaten]formule[/url] voor de wandspanning van een dunwandig vat, σ = pr/(2t) . Hierbij is σ de wandspanning in het wandmateriaal, p de druk (eigenlijk Δp, het drukverschil tussen binnen en buiten), r de straal van de bol en t de wanddikte. Bij een gemiddeld ei is r=23 mm en t=0,3 mm. De treksterkte van het eierschaalmateriaal is in de orde van 40 MPa. Het volume van de luchtkamer bij kamertemperatuur is 0,8% van het volume van het ei.

Zie figuur 4 van het artikel. Als de verblijfstijd in het bad een half uur zou zijn dan steeg de wandspanning tot 80 MPa (of* 90 MPa, in deze alinea betekent het sterretje het geval van een niet-lekke luchtkamer, i.p.v. een lekke luchtkamer met een poreuze luchtdoorlatende eierschaal). De formule σ = pr/(2t) geeft daarbij een verrassend hoge druk p van 1,5 MPa (of* 1,7). Bij een korte verblijfstijd van 3 minuten wordt de wandspanning 0 MPa (of* 25), het ei breekt dan niet.

Als ik deze uitkomst extrapoleer (wat niet geheel correct is) naar 10 minuten koken bij 100°C dan zou de wandspanning 260 MPa worden en de druk 5 MPa. Als ik de extrapolatie toepas op de examenopgave van het ei met de luchtkamer: de druk wordt gedomineerd door de thermische uitzetting van het eiwit. Lucht in een niet-lekke luchtkamer verhoogt de druk relatief weinig, en lucht in een lekke luchtkamer verhoogt de druk niets.

 
[quote="Benm"]Eleganter zou wellicht zijn om een intact ei in een vacuumkamer te brengen en de druk te verlagen tot het punt waarop het ei barst.[/quote]

Een eierschaal van materiaal met een treksterkte van 40 MPa is bestand tegen inwendige druk die 0,8 MPa groter is dan de buitendruk. Een rauw ei breekt dus niet in een vacuumkamer met Δp = 0,1 MPa ([url=http://www.youtube.com/watch?v=q6hl2oj7R6o]video1[/url] , [url=https://www.youtube.com/watch?v=X0vn-dOL8ms]2[/url], [url=https://www.youtube.com/watch?v=ixq69Y0S8Qw]3[/url], [url=https://www.youtube.com/watch?v=GWUdux7b7vc]4[/url]).

 
[quote="Jan van de Velde"]Dan is de vraag, zet dat eiwit niet ook significant thermisch uit?

... Als ik dit mag geloven ontstaat een luchtkamer in een vers ei doordat het eiwit door afkoelen na het leggen krimpt (en er dus buitenlucht het ei binnendringt om het vrijgekomen volume te vullen).

Thermische uitzetting van eiwit lijkt me dus een niet te verwaarlozen factor, maar cijfers heb ik nog niet.

... Dus zou "uitzetten van het eiwit" volgens mij zeker niet als antwoord gediskwalificeerd mogen worden.[/quote]

Het artikel vermeldt in tabel 1 dat de kubieke uitzettingscoefficient van eiwit en eigeel 4,6 10[sup]-4[/sup] K[sup]-1[/sup] bedraagt (dat is ruim 2x zoveel als water). Daarmee vergeleken is de uitzetting van vaste stoffen verwaarloosbaar, de lineaire uitzettingscoefficient van kalkachtig materiaal is 0,1 10[sup]-4[/sup] K[sup]-1[/sup] (en de kubieke uitzettingscoefficient is 3x zo groot). De eierschaal zal wel oprekken op grond van zijn elasticiteit, die ook in tabel 1 vermeld is.
 
[attachment=0]Eggshell1985.pdf[/attachment]

Het is nogal een lastig verhaal bljkbaar. Goed, dat eiwit zet blijkbaar 0.2% uit bij het koken van een ei, maar hoeveel zet de schaal uit bij eenzelfde temperatuursverhoging? Als dat van gelijke orde is dan wordt het hele ei wel groter, maar heb je nog geen argument waarom het zo barsten.

Overigens vind ik het getal van 0.2% verdacht klein. Als je bedenkt dat water bij verhitting van kamertemperatuur tot tegen het kookpunt ongeveer 4% uitzet dan lijkt het wel heel weinig. Wellicht is het de volumetoename na het koken en weer laten afkoelen tot kamertemperatuur, maar dat zegt dan weer niet zoveel over het moment waarop dat ei barst.

[quote]

Dus zou "uitzetten van het eiwit" volgens mij zeker niet als antwoord gediskwalificeerd mogen worden. Dat maakt de vraag, toch zeker voor het niveau leerling waarvoor deze gesteld is, waardeloos.

[/quote]

Dat sowieso. De discussie hier bewijst min of meer dan mensen met masters in exacte wetenschappen moeite hebben met dit probleem en het zonder referenties te zoeken niet kunnen beantwoorden. Je kunt het m.i. van een middelbare scholier niet verlangen de uitzetting van het eiwit uit te sluiten.

Als iemand zou argumenteren dan het samendrukken van een gas veel gemakkelijker is dan samendrukken van een vloeistof of vaste stof zou dat alleen maar getuigen van inzicht. Je kunt tenslotte vrij gemakkelijk een holle stalen bal formaat sinaasappel laten breken door deze te vullen met water en in de diepvries te gooien. Vul die die bal met lucht op kamertemperatuur en gooi je hem in kokend water is er niets loos.

[quote='Fred F.' time='1362153965' post_id='951970']

Volgens mij scheurt de schaal van een ei omdat het direct contact maakt met de hete bodem van het pannetje. Dat kan soms blijkbaar te veel thermische spanning in de schaal geven waardoor die kan scheuren.

[/quote]

Mijn ervaring lijkt anders: wij koken sinds jaren eieren in zo'n stoomkokertje:

[attachment=0]egg-cooker.jpg[/attachment]

hierbij lijken ernstige temperatuursverschillen over de schaal uitgesloten? Toch barsten ook hier regelmatig (ongeprikte) eieren.

[quote='jkien' time='1362150948' post_id='951969']

Ik krijg op grond van een paar waarnemingen ..//..

[/quote]

geweldige experimenten, dank je

Ik wil met uw welnemen dat barsten als gevolg van inwendige druk nog niet als afgesloten subonderwerp beschouwen.

[quote='anusthesist' time='1362143350' post_id='951958']

Et voila: [url=http://www.biochemj.org/bj/030/0127/0300127.pdf]http://www.biochemj....127/0300127.pdf[/url]

In 1935 zaten ze ook al met deze vraag.

[/quote]

OK, schitterend, we weten nu zeker dat de vragenmakers in zoverre gelijk hebben als dat het denaturerende eiwit inderdaad nauwelijks uitzet. maar nauwelijks is niet niks.

geconstateerd werd een uitzetting van om en nabij 0,2 mL per 100 g eiwit door denaturering (Tabel I blz 129).

Ik woog een ei, uit de kast hier, 64 g, en zou dus verwachten dat de eiwitinhoud om en nabij 0,12 mL zou uitzetten. Da's niet veel, maar afhankelijk van de ouderdom van een ei lijkt me het volume van de luchtkamer óók niet groter dan 1-3 mL[i] (cijfers zijn zo gauw niet te vinden wat ik niet echt vreemd vind omdat dat sterk ouderdomsafhankelijk is)[/i] waardoor uitzetting van het eiwit toch tot een volumeverkleining van die luchtkamer en dus drukverhogingen van 3% (in een ouder ei) tot 10% (in een verser ei) zou kunnen leiden.

Dan is de vraag, zet dat eiwit niet ook significant thermisch uit?? Ik word uit de links van anusthesist niet wijs of die 0,2 mL/100 g uitzetting gemeten is bij 100°C, 65°C (coagulatietemperatuur) of bij kamertemperatuur, maar ik neem haast aan die laatste.

En dan vind ik dit:

[url=http://www.chemicalbiological.net/the%20egg.html]http://www.chemicalb.../the%20egg.html[/url]

[attachment=0]parts of an egg.PNG[/attachment]

Als ik dit mag geloven ontstaat een luchtkamer in een vers ei doordat het eiwit door afkoelen na het leggen krimpt (en er dus buitenlucht het ei binnendringt om het vrijgekomen volume te vullen).

Thermische uitzetting van eiwit lijkt me dus een niet te verwaarlozen factor, maar cijfers heb ik nog niet.

Als ik dan de gaswet erbij pak en voor de lucht in de luchtkamer een drukverhoging van (373-293)/293 x 100% = 27% constateer tijdens het kookproces zouden uitzetting van eiwit door denaturering plus thermische uitzetting toch ook best eens een éxtra 10-15% volumeverkleining van- en dus drukverhoging in die luchtkamer kunnen veroorzaken.

Dus zou "uitzetten van het eiwit" volgens mij zeker niet als antwoord gediskwalificeerd mogen worden. Dat maakt de vraag, toch zeker voor het niveau leerling waarvoor deze gesteld is, waardeloos.

Dat is dan inderdaad de vraag, hoe sterk is zo'n schaal nou eigenlijk.

Wellicht is het te onderzoeken door een injectienaald in een ei te steken, en lucht te injecteren tot op het punt waarop de schaal het begeeft. Op zich lijkt me dat wel te doen als je de plek van inject afsluit middels een beetje epoxyhars of iets soortgelijks.

Eleganter zou wellicht zijn om een intact ei in een vacuumkamer te brengen en de druk te verlagen tot het punt waarop het ei barst. Dat zou eventueel ook ondergedompeld in een bekertje water kunnen om te zien of de luchtdoorlaatbaarheid van de schaal er evt een rol in speelt.

Welke inwendige druk zou een ei kunnen verdragen? Bij een ei in de magnetron zal het inwendige water wel heter worden dan 100°C, en de dampdruk hoger dan 1 bar. Bij welke temperatuur en druk zou hij exploderen?

Mijn ervaring met een ei koken is dat het ei alleen barst als ik het met te hoog vuur opzet. Ik prik nooit de luchtkamer lek.

Volgens mij scheurt de schaal van een ei omdat het direct contact maakt met de hete bodem van het pannetje. Dat kan soms blijkbaar te veel thermische spanning in de schaal geven waardoor die kan scheuren.

Dat is mijn mening, gebaseerd op mijn ervaring, voor wat het waard is.