Fysikk og Fascinasjon

en blogg om ny og gammel forskning, og om den fantastiske naturen


5 kommentarer

Dykkersyke i trær

I går nevnte jeg så vidt at vann koker ved lavere temperatur når man er høyt oppe på fjellet.

Vannet koker lettere fordi trykket er lavere der oppe. Man har rett og slett en mindre mengde med luft å bære på når man har beveget seg et stykke opp gjennom atmosfæren. Når trykket er lavt er det lettere for molekylene å frigjøre seg fra hverandre og ta steget over i gassfasen.

Dette har faktisk ganske mye med trær å gjøre!

Et tre består på en måte av mange små sugerør ved siden av hverandre, som alle er fylt med vann. Siden det hele tiden fordamper noe vann fra bladene, strømmer det vann fra røttene og helt opp til de høyeste grenene.

Disse redwoodtrærne kan bli over 100 meter høye, og greier allikevel å dra vann helt opp til de øverste bladene sine.

Disse redwoodtrærne kan bli over 100 meter høye, og greier allikevel å dra vann helt opp til de øverste bladene sine.

Inne i hvert av sugerørene synker trykket jo lengre opp i treet man kommer. Vann er såpass tungt at 10 meter med vann gir det samme trykket som hele atmosfæren. Det er derfor vi ganske fort kan merke at trykket blir stort når vi dykker.

10 meter opp i treet er altså trykket «en atmosfære» mindre enn det var nede ved bakken.

En atmosfære minus en atmosfære blir…

null!

Null trykk? Høres ganske rart ut. Og om du er et redwoodtre har du kanskje fortsatt 90 meter igjen! Da fortsetter vi oppover i treet og får minus en… minus to… …. minus ni atmosfærer!

I en væske kan vi kan se for oss at molekylene holder hender med hverandre, i akkurat den avstanden til hverandre som de liker best. De danser rundt og bytter partner i blant, men liker ikke å være for langt borte fra vennene sine. Når vi senker trykket tar vi tak i molekylene og drar dem fra hverandre. De holder hverandre fortsatt i hendene men de må strekke veldig på armene sine for å klare det, så de har det ganske ubehagelig.

Om de hadde hatt plass skulle de for lenge siden bare ha sluppet hverandre og svirret rundt i gasstilstand. Men inne i sugerøret i treet får de ikke plass! De er klemt inne mellom de stive celleveggene i treet og klarer ikke lage nok plass til en gassboble.

Dette er bra for treet, for om det oppstår en boble midt inne i sugerøret så greier ikke treet lengre å bruke det røret til å suge vann med. Noen ganger skjer det, og da kalles det embolisme – dykkersyke. Det er nemlig noe av det samme som kan skje når trykket i blodet synker veldig fort hos dykkere som er på vei til overflaten.

Embolisme er ikke bra for trær. Derfor er det mange forskere som prøver å forstå mer om hvordan embolisme oppstår. En av metodene de bruker er å sette mikrofoner på trær og høre det lille poppet som kommer hver gang en boble oppstår inne i treet. De kan også lage negativt trykk inne i små trebiter ved å kjøre dem i sentrifuge, og så finne ut hvor dårlig sugererørene dungerer etterpå ved å måle hvor vanskelig det er å dytte vann gjennom trebiten.


7 kommentarer

Det bruser i kaffekjelen min

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.

Kaffekjele og ferdig kaffe. Den ble dessverre drukket opp i løpet av blogginnlegget. Nå har jeg ikke kaffe til dataanalysen. Søren heller.

Kaffekjele og ferdig kaffe. Den ble dessverre drukket opp i løpet av blogginnlegget. Nå har jeg ikke kaffe til dataanalysen. Søren heller.