Babyen sovnet (ja jeg har mammapermisjon for tiden), og jeg gikk sporenstreks på kjøkkenet for å lage meg en kopp kaffe før jeg skulle sette meg ned og jobbe.
Da jeg stod der og ventet på at kaffekjelen skulle lage akkurat den lyden som forteller at vannet er passe varmt, tenkte jeg
nå kunne det jo passe fint å skrive litt om underkjølt koking.
Ja! Vi kjenner vel alle det: Man skrur på kjelen eller vannkokeren. Først skjer det ingen ting, så begynner det å bruse, og til slutt koker det skikkelig. Brusefasen er det vi kan kalle underkjølt koking.
Vann koker som kjent ved 100 grader Celsius (om du ikke er alt for høyt til fjells). Det som skjer da er at vannmolekylene har fått så mye fart på seg at de ikke orker å bry seg om nabomolekylene sine lengre. De vil fyke omkring for seg selv, og da trenger de mye mer plass. Det flytende vannet går over til gass, altså vanndamp.
Når vi skal koke opp vannet, så varmer vi opp kjelen. Eller varmeelementet i vannkokeren. Så går varmen videre fra denne metallflaten og over i vannet der vi vil ha den. Den eneste måten vi kan få varme til å flytte på seg er å få den til å trille nedoverbakke – altså strømme fra et sted med høy temperatur, til et sted med lavere temperatur. Derfor må det være sånn at varmeelementet er varmere enn vannet. Det blir da også sånn at vannet som er like inntil varmeelementet er varmere enn vannet litt lengre unna. I mitt tilfelle: Vannet på bunn er varmere enn vannet lengre opp i kjelen.
Så stiger varmt vann opp, kaldt vann detter ned, og varmen flyttes fra høy til lav temperatur sånn at alt vannet blir varmere og varmere. Vannet som blir 100 grader først, kommer opp i den temperaturen når det ligger helt nederst i kjelen.
Da skal vannet bli til gass. Men det er ikke gjort uten videre! For at vannet nederst i kjelen skal få lov til å bli til vanndamp må man nemlig også danne en overflate mellom damp og vann. Nå er det nesten alltid sånn at atomer og molekyler ikke liker å være en del av en overflate. De vil aller helst være omringet av sine brødre og søstre inne i gassen eller væsken. Derfor krever det littegrann ekstra varme for å danne en boble. Boblen oppstår når den totale gleden til vannmolekylene som har fått lov til å bli gass inne i boblen er større en den totale misnøyen til dem som må sitte ytterst og være overflate.
Inne i den nye boblen har hvert molekyl mye mer plass enn i vannet rundt. Dette gir den oppdrift og den begynner å stige oppover.
Men hva skjer når den har kommet et stykke oppover i vannet? Her er det ikke så varmt lengre! Det var jo bare nederst i kjelen vi hadde rukket å komme over 100 grader. På et eller annet tidspunkt blir det kaldt og ikke så attraktivt å være gass allikevel.
Popp – boblen sprekker. Lyden av mange bobler som sprekker blir til brusing i kaffekjelen.
Når alt vannet har rukket å bli så varmt at boblene kommer seg helt opp uten å sprekke, koker vannet på ordentlig.
Grunnen til at det kalles underkjølt koking er selvfølgelig det at du har koking nederst i kaffekjelen selv du ikke ville ha lest av 100 grader om du hadde stukket et termometer ned i kjelen.
29. april 2013, kl. 17:05
«Boblen oppstår når den totale gleden til vannmolekylene som har fått lov til å bli gass inne i boblen er større en den totale misnøyen til dem som må sitte ytterst og være overflate.» Bedre kan det ikke sies 🙂 Og ja takk til hverdagsfysikk! Digger!
29. april 2013, kl. 20:06
takk takk, leopardmaren 🙂
29. april 2013, kl. 23:25
Når de yre vannmolekylene trekker med seg de sjenerte kaffemolekylene, da blir det koselig i koppen. Godt skrevet Anja! Hilsen PFFFF (pappaforeningen for festlig fysikk)
30. april 2013, kl. 14:32
Hehe, det er kanskje tydelig hvor en del av formuleringene mine kommer fra 🙂 Takk for det du pappa!
30. april 2013, kl. 15:47
Odd, har PFFFF også en blogg? 😛
Tilbaketråkk: I anledning dagen: Champagnefysikk! | Fysikk og Fascinasjon
Tilbaketråkk: Kakaoeffekten | Fysikk og Fascinasjon
24. november 2019, kl. 21:12
Hva er igrunnen temp på den usynlige dampen som kommer ut av tuten på kjelen før den blir til synlig vanndamp?
2. januar 2020, kl. 09:49
Hm, jeg tror ikke det er helt definert. Den fordamper fra overflaten til vannet i kjelen fordi vannet nærmer seg kokepunktet, men er fortsatt under 100 grader. Så blir den avkjølt på vei ut av tuten, helt til den er så kald igjen at den er blitt synlig vanndamp. Prøv med et godt termometer kanskje?
2. januar 2020, kl. 11:13
Mener at jeg i min tidlige ungdom lærte på skolen at temperaturen var nærmere 500 grader celsius før den gikk over til damp. Får ta et termometer og prøve å måle.