Anja Røyne

Fysiker


Legg igjen en kommentar

Så tenner vi ett lys i kveld

Bilde: Wikimedia Commons

Bilde: Wikimedia Commons

Så kom desember igjen (som julekvelden på kjerringa), og adventslys er tent i de tusen hjem. Dette må være årets beste unnskyldning til å finne ut hva en flamme egentlig er for noe.

Fyrstikken

Vi starter med en fyrstikk. For å få noe til å brenne må det først bli varmt nok, og hva varmt «nok» er avhenger av hva det er du vil brenne. Når du drar en fyrstikk mot siden av fyrstikkboksen skjer det en hel liten kjedereaksjon: Friksjonen mellom små glasspartikler på boksen og på fyrstikkhodet får en liten mengde av et kjemikalie på fyrstikkboksen til å ta fyr; dette igjen får et annet kjemikalie i fysrtikkhodet til å produsere oksygen, slik at svovelet i fyrstikkhodet kan begynne å brenne, og dette varmer opp treet i fyrstikken nok til at det tar fyr – voila. Så bruker vi denne flammen til å tenne på stearinlyset.

Veken og stearinen

Det er lett å se at stearinen i nærheten av flammen smelter. Veken  trekker den flytende stearinen opp, på samme måte som tørkepapir suger opp vann. Det vi trenger veken i strearinlyset til er å få den flytende strearinen opp og i kontakt med masse luft.

Helt oppe ved flammen er det så varmt at stearinen blir til gass. Når denne varme gassen kommer i kontakt med oksygenet i lufta, skjer det en heftig reaksjon. Det er dette som er selve forbrenningen. Oksygenet river karbonatomer og hydrogenatomer fra hverandre, og lager nye små molekyler, stort sett vann og CO2.

Flammefargene

Å ta stearin og lage CO2 er ikke fult så enkelt som å ta legoklosser fra hverandre og sette dem sammen på nye måter. Det første som skjer er at det dannes noen skikkelig gira molekyler. Når disse energibuntene slapper av og organiserer seg som trauste vann- og CO2-molekyler, kvitter de seg med den ekstra energien ved å sende ut lys. Dette kan vi se som den blå fargen nederst i flammen.

Den varme gassen stiger oppover, og i midten av gassen blir det vanskelig å få tak i alt det oksygenet som trengs for å få forbrent stearingassen. Karbonet som ikke finner noe oksygen å henge med klumper seg sammen til mikroskopiske sotpartikler. I den varme flammen får sotpartiklene så høy temperatur at de begynner å gløde. Dette får flammen til å bli gul.

Sot eller ikke sot

Dette hadde jeg ikke tenkt på før, men sånn går det når man begynner å google ting. I en rolig stearinlysflamme vil sotpartiklene forbrennes når de når den ytre sonen av flammen, der de har nok oksygen å leke med og temperaturen fortsatt er høy. Men om flammen forstyrres, for eksempel dersom adventskransen er tent i et rom med mye trekk, kan sotpartiklene slynges ut av flammen uten å brenne opp.

Hvis veken blir for lang, vil lyset også begynne å produsere sot. Men hvorfor det er slik har ikke google kunnet forklare meg i kveld. Dette irriterer meg virkelig. Er det sånn at flammen blir ustabil og blafrer når veken blir over en viss lengde, slik at man får samme effekt som av trekk? Eller er det fordi den lange veken gir ekstra mye drivstoff til flammen slik at sotet rett og slett ikke rekker å forbrennes før det forlater den varme flammen? Om det er noen flammeeksperter som leser dette, ville jeg bli takknemlig for en oppklaring i kommentarfeltet.


Legg igjen en kommentar

Luesesong

Bilde tatt med varmekamera. Dette kameraet viser hvor mye varmestråling som blir sendt ut fra forskjellige deler av bildet, og man kan tolke det slik at mye varmestråling betyr høy temperatur. Hvit er varmest, rød er ganske  varm, blå er kaldest. Baby har ikke hår på hodet men tjukke kinn. Hestehaler er ikke særlig varme.  Jeg mister mest varme fra panna og halsen.

Bilde tatt med varmekamera. Dette kameraet viser hvor mye varmestråling som blir sendt ut fra forskjellige deler av bildet, og man kan tolke det slik at mye varmestråling betyr høy temperatur. Hvit er varmest, rød er ganske varm, blå er kaldest. Baby har ikke hår på hodet men tjukke kinn. Hestehaler er ikke særlig varme. Jeg mister mest varme fra panna og halsen.

Når det er kaldt ute er det viktig å bruke lue. Man mister nemlig mest varme gjennom hodet.

Dette fikk jeg høre da jeg var liten. Jeg liker å bruke lue, så det er greit. Men stemmer det egentlig at man mister mest varme gjennom hodet?

Som jeg skrev om forrige gang, så forsvinner varmen ut av kroppen på forskjellige måter: Varmestråling (du stråler ut varme, og de kalde omgivelsene stråler litt mindre tilbake til deg), varmeledning (når du berører noe kaldt) og konveksjon (når lufta blåser forbi deg og tar med seg varme fra huden din).

Felles for alle disse er at det er overflatetemperaturen som avgjør hvor raskt varmen forsvinner.

Altså: har du på deg boblejakke, kan den være så kald utenpå at snøen ikke smelter. Du er fortsatt varm og god inni. Siden utsiden av boblejakka er omtrent like kald som omgivelsene, mister du ingen varme den veien. Grunnen til at boblejakka kan være varm inni og kald utenpå er at den isolerer godt, og det betyr at det beveger seg lite varme gjennom den selv om det er stor forskjell på temperaturen på den ene og den andre siden.

Hud isolerer ikke særlig godt. De beste isolasjonsmaterialene kroppen har å by på er hår (fordi det fanger et lag med stillestående luft nær huden) og fett som ligger under huden. Om du står naken ute i snøen, er huden din mye varmere enn omgivelsene (om huden er så kald at snøen ikke smelter, tror jeg du har et alvorlig problem). Da taper du mengder av varme i form av stråling, konveksjon når lufta beveger seg omkring deg og varmeledning ned i snøen under føttene dine. Ikke nok med det, men noe av kroppsvarmen din blir også brukt på å smelte snøen som lander på huden. Smeltevannet som sildrer nedover frakter varmen din videre ned på bakken. En dårlig idé, med andre ord.

Nå skulle det være rimelig klart at det er lurt å kle på seg om vinteren. Spesielt om du er slank og ikke så hårete. Men hva med lua?

Står du helt naken ute om vinteren, vil det lønne seg å starte med boblejakka, eller aller helst en kåpe eller dress. På den måten dekker du til mest mulig hud på kortest mulig tid.

Om du har klær på hele kroppen bortsett fra hodet, mister du mest varme gjennom hodet. Og stort sett har du vel klær på hele kroppen når du er ute om vinteren. Derfor er det et godt råd å ta på seg lue.


3 kommentarer

Hvorfor man må ha mer klær på seg inne om vinteren

Om sommeren kan jeg gå barbeint og i t-skjorte når det er 20 grader inne. Om vinteren hutrer jeg i tøfler og ullgenser når termometeret viser det samme. Hvorfor er det sånn?

Dette spørsmålet forsøkte jeg å svare på i Abels tårn på fredag. Jeg har ganske fornøyd med svaret mitt, men jeg fikk noen kommentarer på e-post som fikk meg til å innse at jeg hadde hoppet over noen av de viktigste momentene. Derfor prøver jeg å komme med hele svaret her. Kunnskapsrike bygningsingeniører og andre som fortsatt ikke synes sannheten er godt nok dekket er velkomne til å gi innspill i kommentarfeltet.

Opplevelsen av temperatur

Hva er det egentlig som gjør at man føler seg varm eller kald?

Kort fortalt: Kroppen produserer varme hele tiden. Så lenge vi ikke har feber er vi 37 grader varme på innsiden. Varme vil hele tiden flytte seg fra høy til lav temperatur, slik at så lenge det er under 37 grader på utsiden, vil vi miste varme til omgivelsene. Vi har forresten muligheten til å miste varme om lufttemperaturen er over 37 grader også, ved å svette. Da brukes noe av kroppsvarmen vår til å få svetten til å fordampe.

Så lenge vi produserer like mye varme som vi mister, har vi det behagelig. Om vi mister mer varme enn vi produserer føler vi oss kalde, og i motsatt tilfelle har vi det for varmt.

Hvordan varme flytter seg

Tenk deg at du står midt i stua. Lufttemperaturen er på 20 grader. Hvordan flytter varmen seg fra kroppen din og ut i omgivelsene?

TIl lufta: Luft som er kaldere enn huden din vil bli varmet opp av deg, slik at varmen går fra din kropp til lufta. Om lufta er omtrent stillestående vil du få et lag med oppvarmet luft inntil huden slik at varmetapet går saktere, men dersom lufta er i bevegelse (trekk, for eksempel) vil du hele tiden få tilførsel av ny, kald luft slik at du mister mer varme.

20131103-221238.jpg

Til gulvet: Varme flytter seg relativt raskt gjennom faste stoffer. Der føttene dine er i kontakt med gulvet strømmer det varme fra deg og ned i gulvet. Tykke sokker, tøfler, eller gulvtepper gjør at varmen ledes saktere, slik at du mister mindre varme og føler deg mindre kald på bena. Steingulv føles kaldere enn tregulv fordi stein leder varme bedre enn det tre gjør. Om du setter deg i sofaen, eller lener deg inntil veggen, mister du varme også her.

Tll overflater du ikke berører: Alle ting stråler ut varme, hele tiden. Det er overflatetemperaturen som bestemmer hvor mye varme som blir strålt ut, og det er sånn at om du bare endrer denne temperaturen littegrann, så endrer du mengden av varmestråling ganske mye. I stua sender du ut varmestråling, og veggene, taket og vinduene stråler tilbake på deg. Jo kaldere veggene er, jo mindre varmestråling får du tilbake fra dem, slik at du totalt sett mister mer varme om veggene er kalde.

Forskjellen på sommer og vinter

Selv om lufttemperaturen i stua er den samme en vinterdag og en sommerdag, kan den opplevde temperaturen i rommet være ganske forskjellig.

Ytterveggen i stua vil ganske sikkert være kaldere om vinteren, og ikke minst er vinduene kaldere. Dette er simpelten fordi det er kaldere på utsiden, og varme strømmer ut fra stua gjennom veggen.

De andre overflatene i stua er sannsynligvis også varmere om sommeren, kanskje med unntak av taket. Om det er over 20 grader ute, flytter det seg ingen varme fra huset til utsiden. Sola har kanskje også skint inn gjennom vinduet i løpet av dagen, og varmet opp gulv, vegger og møbler. Disse overflatene har igjen varmet opp lufta. Når kvelden kommer er solvarmen lagret i de faste stoffene som finnes inne i stua, og gulvet, bordet, sofaen og veggene oppfører seg som varmeovner som holder lufttemperaturen oppe.

Om vinteren varmer du kanskje opp lufta med panelovner, radiatorer eller vedovn. Den varme lufta stiger opp mot taket, mens luft som kommer i kontakt med vinduene kjøles ned og synker mot gulvet. Det er altså vanskelig å få varmet opp gulvet skikkelig, selv om lufta er varm og god.

Du føler deg kaldere om vinteren fordi overflatene inne er kaldere. Dette skyldes både at du mottar mindre varmestråling fra dem enn om de hadde vært varmere, og fordi du mister mer varme til de overflatene du kommer i kontakt med, som for eksempel når du tråkker på gulvet.


Legg igjen en kommentar

Alvene danser på vannet

20131003-140056.jpg

Eller frostrøyk, som man også kan kalle det.

Magisk, vakkert. Og ikke mindre av noen av delene selv om det kan forklares med fysikk.

Når høstnatten senker seg blir lufta fort kaldere. I vannet, derimot, er det lagret mye varme som trenger lang tid for å forsvinne.

Etter en stund er vannet varmere enn lufta rundt. Helt nede ved vannoverflaten blir lufta varmet opp av vannet. Den varme lufta stiger opp og blander seg med lufta rundt i små virvler.

Jo kaldere lufta er, jo mindre vanndamp orker den å bære på. Lufta nede ved vannflaten tar med seg mer vann enn det er plass til i den kalde lufta rundt. Når den stiger og blir avkjølt dytter den vekk vannet, som samler seg i små dråper.

Tusenvis av små dråper blir til små virvlende skyer. Alver.


2 kommentarer

Melk, smør, såpe og snø

To av mine favorittfenomener forenes i meieriprodukter.

Melka er hvit, snøen er hvit

20130924-112144.jpgLyset som treffer oss fra sola består av mange forskjellige farger, og når du ser dem alle sammen på en gang oppfattes det som hvitt. Så når noe ser hvitt ut, er det fordi at alt lyset som treffer denne tingen blir reflektert tilbake til øynene dine.

Men det finnes jo andre overflater også som reflekterer alt som treffer dem. Speil. De ser ikke hvite ut!

Speil er glatte, og lyset som treffer speiloverflaten sendes tilbake igjen i en helt bestemt vinkel. Hvite overflater kan se glatte ut, men egentlig består de av massevis av små partikler. Partiklene kan godt være så små at du ikke kan se dem med det blotte øye. Dette er tilfellet i melka. Snøen, som også er hvit, består som kjent av mange små snøkrystaller – de trenger ikke være like små, men hver enkelt overflate på snøkrystallene er ikke særlig stor.

Når lyset treffer alle de små partiklene blir det reflektert i alle mulige retninger. Det lyset som ender opp med å treffe øynene dine er en samling av lys som opprinnelig kom fra forskjellige steder. Derfor ser du ikke et bilde, som i speilet, men du ser hvitt, fordi alle fargene har like stor sjanse til å havne i øyet ditt.

Vann i fett og fett i vann

Melka er altså hvit fordi den er full av bitte små partikler. Flesteparten av disse partiklene er fettklumper. Fett er noe som på ingen måte trives sammen med vann, og om vannet og fettet fikk det som de ville, ville alt fettet ha samlet seg på toppen av melka og vannet blitt liggende under. Dette skjer da også med melk som ikke er homogenisert.

For å tvinge fettet til å holde seg spredt i melka, trenger man noen molekyler som kan hjelpe overflatene litt. Det finnes en type molekyler som kalles surfaktanter. De har en ende som liker fett, og en annen som liker vann. Når en dråpe med fett blir dekket av de fettelskende endene på surfaktantene, slik at de vannelskende endene stikker ut i vannet, har plutselig fettklumpene det helt topp med å sveve rundt i vannet. Dette er akkurat det samme som skjer når man bruker såpe for å lure fettet fra klærne og over i vaskevannet. Når melka homogeniseres tvinger man flere av surfaktantene som finnes naturlig i melka til å sette seg på fettdråpene, slik at de blir mer stabile.

I smøret er det mye fett og litt vann, og her er det vannet som er spredt som dråper i fettet med de snille surfaktantmolekylene tett pakket rundt seg.

Når man har melk og skal lage smør må man få fettklumpene i melka til å samle seg. Dette gjør man med å riste og herje på melka samtidig som man blander inn masse luft. Lufta får overflatene til fettklumpene til å bli mindre stabil, slik at når to fettklumper kolliderer på grunn av all herjinga, er det større sjanse for at de smelter sammen til en stor klump.

Partytriks

Neste gang du vil bli kvitt noen på en fest, kan du fortelle dem at melk er en olje-i-vann-emulsjon mens smør er en vann-i-olje-emulsjon.

Du ville forresten ikke blitt kvitt meg.

(Dette er meget løselig basert på en presentasjon fra meieriteknologiekspert Sigrid Svanborg. Alle overforenklinger og misforståelser er mine egne.)


2 kommentarer

Hva man kan finne ut med ballonger

Lørdag morgen. Barne-TV er ferdig. Pappan er bortreist, og vi har ballonger.

Seksåringen har heldigvis fått store nok lunger til å blåse opp ballongene selv, det er en fordel både for ham og meg. Det første man må gjøre er selvfølgelig å blåse opp en ballong og slippe den så den fyker avgårde. Det bemerkes at når ballongen som slippes er ganske liten, går den kort men fort. Store ballonger varer lengre men starter saktere.

Går den lille ballongen fort fordi den kræsjer med mindre luft enn den store, eller er det fordi at lufta blåser raskere ut av den lille ballongen?

Dette minner meg nemlig om noe jeg har hørt om flere ganger, men aldri fått testet.

Når du har en krum overflate mellom to stoffer (gasser, væsker, en av hver, eller kanskje også et fast stoff, selv om det er litt mer komplisert) må det være høyere trykk på den ene siden av overflaten enn den andre. Trykkforskjellen får overflaten til å bule ut fra siden med høyest trykk. Jo større trykkforskjell, jo mer krumning. Har du ingen trykkforskjell, blir overflaten helt plan.

«Jo større trykkforskjell, jo mer krumning» betyr også at «jo mer krumning, jo større trykkforskjell». Og så kan vi se på ballongen. Når er den mest krum? Jo, når den er liten. Overflaten på en veldig stor rund ting virker lokalt sett ganske plan (bakken du står på er jo også en del av overflaten på en rund ting, men den virker ikke så veldig krum der du står). Altså skal det være større lufttrykk inne i en liten ballong enn en stor ballong.

Det kan jo være grunnen til at den lille ballongen fyker fortere: at lufta blir sendt ut med høyere trykk.

Men så kan man jo dra den tanken litt videre. Sett at vi blåser opp to ballonger så de er nesten like store, og fester dem på hver sin side av et rør. Vil lufta fordele seg så de blir like store, eller vil lufta gå fra den minste (høyt trykk?) til den største (lavt trykk?) så forskjellen øker?

Som sagt, så gjort. Slangen til den ødelagte lekestøvsugeren hadde perfekt størrelse for å koble en ballong på hver ende. Vi brukte brødposeklyper for å hindre luften i å slippe ut av ballongene før alt var klart.

Først var ballongene omtrent like store.

20130908-195513.jpg

Så tok vi av klypene. En – to – tre!

Og voila! Den ene ballongen ble mindre, den andre ble større.

20130908-195526.jpg

Seksåringen gjettet riktig, fireåringen gjettet feil, og det var fint for sistnevnte brydde seg ikke så mye, men det gjorde han andre. Jeg synes det var kult at teorien så ut til å stemme.

Det skal sies at ikke all lufta i den lille ballongen forsvant. Det er jo et eller annet som skjer når man har blåst veldig mye luft inn i en ballong, det er vanskelig å få den over en viss størrelse. Gummien som ballongene er laget av er nok ikke et helt ideelt enkelt stoff.

Det jeg tror vi kanskje (eller kanskje ikke) kan forklare med dette morgeneksperimentet er hvorfor det kan være så vrient å få den første lufta inn i ballongen.

Nå er du vel nødt til å prøve selv? God fornøyelse!


1 kommentar

Jeg så en regnbue

regnbue

Lyset skinner på en rotete haug med vanndråper og produserer en perfekt regnbue. Det er en av de tingene som bare virker magisk. Hvordan kan alle disse regndråpene samarbeide om å lage noe så fint?

Hvordan solstrålene treffer jorda

Lyset fra sola kan ikke sammenlignes med lyset fra en lampe. Se for deg sola med solstrålene ut til alle kanter, som på en barnetegning. Om sola er så stor som en appelsin, så er jorda et knappenålshode, femten meter unna. Den lille jorda greier ikke fange opp mer enn en enkelt av barnetegning-solstrålene. Altså går alt lyset som treffer jorda går i akkurat samme retning, i motsetning til lampelyset som brer seg utover til alle kanter.

Hva som skjer i skyen

Du kan se regnbuen når du har sola i ryggen. Lyset fra sola skinner forbi deg og på lyser opp vanndråpene i en sky foran deg. Vanndråpene er runde som klinkekuler. Se for deg at sollyset består av massevis av stråler som beveger seg rett fram. Så konsentrerer du deg om en av disse strålene. Den går inn i skyen, og treffer en vanndråpe.

Treffer den langt ut på kanten, vil hele strålen reflekteres og sprette ut til siden.Som om dråpen var et speil.

Hvis den treffer akkurat midt på, vil noe av den sprette rett tilbake, mens resten fortsetter rett fram gjennom dråpen.

Om den derimot treffer ved siden av midten, men ikke for langt ut, vil noe av strålen reflekteres og noe vil fortsette inn i vannet. Den biten av strålen som fortsetter innover går i en litt annen retning enn den hadde opprinnelig.

Hvorfor lyset svinger

På barneskolen min tok de 17. mai seriøst. Jeg vet ikke om det var sånn over alt, men vi øvde ihvertfall, mye, før den store dagen. Vi gikk fire i bredden. Det var svinginga som var vanskeligst. Når en rekke med fire barn kom til en sving, måtte de som fikk yttersvingen gå fort, mens de innerste måtte bremse. Solstråla vi følger er egentlig en bølge. Bølgetoppene i luft ligger danner rette streker etter hverandre, akkurat som skolebarna i 17. mai-toget. Barn går saktere i vann enn i luft, og det gjør lyset også. Se for deg en rekke med skolebarn som kommer til en skråstilt bassengkant. Der skal de gå videre med vann til livet. Barna som kommer først ned i vannet begynner å gå saktere, mens de ytterste fortsetter med større fart en stund til. Dette gjør etterhvert at hele barnetoget svinger. Og akkurat det samme skjer med lysbølgen.

Det er forskjell på farger

Sollyset består av en enorm mengde bølger med forskjellig bølgelengde. En del av disse, som har omtrent halvparten av en tusendels millimeter mellom hver bølgetopp, utgjør det synlige lyset. Øynene og hjernen vår oversetter de forskjellige bølgelengdene i dette området til forskjellige farger. I luft og tomrom har de forskjellige fargene omtrent samme hastighet, men i vann bremses det blå lyset mer enn det røde. Derfor vil det blå lyset svinge litt mer. I noen vanndråper treffer solstrålen akkurat slik at den bøyes litt, treffer bakveggen i dråpa, blir reflektert fram igjen, og bøyes litt til på vei ut. Retningen lyset har når det kommer ut, på vei tilbake igjen fra skyen, avhenger av hvilken farge det har.

Hva du ser

Du ser regnbuen fordi lys treffer øynene dine. Sola står bak deg og sender strålene sine forbi deg og inn i regnværet. Alle strålene går i samme retning.

Den ytterste randen av regnbuen er blå. Hele den blå randen er i samme avstand til øynene dine. Blått lys som går inn i en dråpe, blir reflektert på bakveggen og kommer ut igjen får akkurat den vinkelen som gjør at den treffer øynene dine fra akkurat denne avstanden. Hadde du stått et stykke lengre bort, ville du kanskje ikke ha sett blått på denne plassen, men rødt. Hadde du vært oppe i et fly kunne du kanskje ha sett regnbuen som en hel sirkel.

Noen ganger ser du to regnbuer. Lyset kan nemlig også bli reflektert to ganger inni dråpen før det kommer ut igjen. Da blir det brutt mer, og det mister mer av intensiteten sin på veien. Derfor er denne buen lengre ut enn den første, og svakere. Tre refleksjoner gir en tredje regnbue, men denne er veldig svak og dannes så langt unna den første at den kommer i nærheten av sola – derfor kan man nesten aldri se den.

Din egen regnbue

Ingen kan se den samme regnbuen. Det er bare du som har øynene dine akkurat på den plassen som gjør at du kan se fargene akkurat der du ser dem. Men når forutsetningene er riktige kan mange mennesker se regnbuer på omtrent samme sted, så det gir mening å si ting som at «det var en nydelig regnbue over Ekebergåsen i kveld».

Oppskriften på magi

Verden er full av rot, men regndråper er runde, og sollyset går rett, og derfor har vi regnbuer til å glede oss over.


2 kommentarer

Oslos varmeste badevann

er Ulsrudvann! I dag, for eksempel: 22 grader, mot maksimalt 21 alle andre steder, i følge yr.no. Vi har vært strategiske nok til å bosette oss rett i nærheten, noe vi kan nyte godt av i disse dager.

Men hvorfor er egentlig Ulsrudvann ekstra varmt? Dette har jeg lurt på i blant, når jeg har svømt omkring der. Så til ære for denne deilige julidagen vil jeg lansere mine hypoteser, som kanskje holder mål og kanskje ikke:

1. Det er ikke så mye vann å varme opp. Jeg tror ikke vannet er så dypt. Ikke over alt, i det minste. Akkurat som det tar mer tid å nå kokepunktet når vannkokeren er full enn når du bare lager en kopp, må sola skinne lengre på et dypt vann for at det skal komme opp i en god badetemperatur.

2. Det er et ganske lite vann. Det gjør at mye av vannet er i nærheten av bredden, i motsetning til midt utpå. Her er det enda grunnere, og sola når helt ned og kan varme opp bunnen, som igjen varmer opp vannet nedenfra.

3. Gode solforhold. Det er ingen høye åser eller bergvegger inntil vannet, så det får sol på seg mesteparten av dagen.

4. Det er mange svaberg langs bredden. Sola varmer opp svabergene i løpet av dagen, og steinen er god til å lagre varme. Nedkjølingen av vannet i løpet av natta blir kanskje mindre enn den kunne ha vært uten varmen som er lagret i svabergene.

5. Vannet er brunt. Denne forklaringen hadde jeg ikke tenkt på før, men jeg overhørte noen som snakket om den i dag. Vannet i Ulsrudvann er faktisk ganske påfallende brunt, helt ulikt sin nabo Nøklevann, for eksempel. Jeg vet ikke hva som gir den brune fargen, men jeg vet hva brun farge betyr: At partiklene i vannet absorberer ganske mye av det synlige lyset som treffer dem. Lyset blir sugd opp av partiklene og omgjort til varme. Uten disse partiklene ville lyset ha fortsatt gjennom vannet og truffet bunnen. Det brune grumset virker som små varmekilder som er spredt i vannet. Jeg har ofte ønsket meg litt klarere vann i Ulsrudvann, men nå skal jeg kanskje slutte med det.

Jeg tar gjerne imot kommentarer og betraktninger om vanntemperaturer, vannfarge og slike ting. Ekstra glad blir jeg om noen kan fortelle meg hva som gir den brune fargen i Ulsrudvann. God sommer!

20130722-231502.jpg

Ulsrudvann er så varmt at selv kenguruene trives.


3 kommentarer

Klesvaskfysikk

klesvaskJeg er mamma og jeg blogger, så i dag tar jeg for meg et skikkelig mammabloggtema. Hva er det egentlig som foregår der inne i vaskemaskinen?

To typer møkk

Sånn kort fortalt, så finnes det to typer møkk.

Den ene typen elsker å være sammen med vann, og er derfor ikke noe å bry seg om. Hold plagget under springen og skyll bort.

Den andre typen møkk er den som hater vann. Den er verre. Den vil klamre seg fast til klesfibrene når vannet kommer i nærheten.

Stoffer som hater vann er glade i olje. Derfor er olje et godt middel for å løse opp møkk. Dette kan være fint for sarte barnerumper, men ikke fullt så bra for klærne dine ettersom du ikke får bort olja fra klærne etterpå. Det du trenger er noe som kan lokke møkka vekk fra klesfibrene og holde den i vannet slik at den kan skylles bort og vekk.

Kravstore rumpetroll

Hovedingrediensen i de fleste vaskemidler er en type molekyler som heter surfaktanter. Surfaktantene ligner litt på treåringer: De har veldig sterke og selvmotsigende krav. Surfaktantene er bygget opp som små rumpetroll, med et hode som elsker å være i vann, og en hale som lider av alvorlig vannskrekk. Når surfaktantene blandes ut i vann, legger mange molekyler seg kinn mot kinn med halene pekende inn mot midten av en kule. På denne måtene får hodene bade mens halene holdes tørre. Disse små vannelskende klumpene sprer seg villig utover i vannet.

Redde rusk får god hjelp

For å få klærne rene må møkka først løsnes fra underlaget. Dette gjør vi ved å varme opp vannet (olje blir for eksempel mer flytende når den er varm) og ved å bevege på klærne i vannet, så møkka ristes løs.

Når små biter av møkk så er løsnet, har de det helt fryktelig der ute i vannet. Det er her såpa kommer inn i bildet. Små rumpetroll som befinner seg i nærheten fester seg med den vannhatende halen på overflaten av den lille møkkebiten, mens det vannelskende hodet stikker ut. Kinn mot kinn danner rumpetrollende et vannelskende skall rundt rusket, som kan flyte avgårde uten å måtte befatte seg med noen av de ekle vannmolekylene.

Enkelt og greit, dette er hovedprinsippet bak de aller fleste vaskemidler.

I den tynne filmen som blir til veggen i såpebobla ligger to lag med surfaktant-rumpetroll med halene ut i lufta og hodene inn mot et tynt lag med vann. Kjempesåpebobler trenger i tillegg noen molekyler med glyserol som kan legge seg mellom surfaktanthodene og passe på at ikke de små vannmolekylene ikke kan komme seg ut i lufta.

I den tynne filmen som blir til veggen i såpebobla er et tynt vann lag stengt inne mellom to lag surfaktant-rumpetroll som stikker halene ut i lufta. Kjempesåpebobler trenger i tillegg noen molekyler med glyserol som kan legge seg mellom surfaktanthodene og passe på at ingen av de små vannmolekylene unnslipper.


Legg igjen en kommentar

Sånn virker kjøleskapet, og varmepumpa med det samme vi er i gang.

kjoleskapDu har en flaske brus og du vil at den skal være kald. Om du overlater den til seg selv, vil varme fra kjøkkenet flytte seg inn i den kalde flaska, på samme måte som vann alltid vil renne nedover. Du trenger en måte å få varmen til å renne oppoverbakke, altså fra der det er kaldt til der det er varmt. Hva gjør du?

1. Dytt varmen inn i et rør

Du trenger et stoff som er nær kokepunktet. Det betyr at stoffet er flytende, men molekylene begynner å bli lei av å henge inntil hverandre. Ved å tilføre litt ekstra varme, kan molekylene få det siste dyttet de trenger for å ta spranget over i gassform. Du kan altså dytte massevis av varme inn i et rør ved å få væska inne i røret til å fordampe.

2. Få varmen ut igjen

På samme måte som gass blir kald når den utvider seg, blir den varm når du klemmer den hardt sammen. Prøv selv å kjenne etter om sykkelpumpa blir varmet opp når du bruker den! Når gassen har fått høyere temperatur enn det stedet der du vil legge fra deg varmen, vil varmen renne fra gassen og ut i omgivelsene. Etterhvert som molekylene kvitter seg med varme, slapper de mer og mer av helt til de faller i armene på hverandre og blir til væske igjen. Da slenger de fra seg den varmen som de fikk da de ble revet fra hverandre.

Om du har en måte å rive molekylene fra hverandre ett sted, og dytte dem sammen igjen et annet sted, kan du altså måke varme fra ett sted til et annet.

Hva som skjer i kjøleskapet

I bakveggen av kjøleskapet ditt går det rør fram og tilbake. Inni dette røret er det en væske som når kokepunktet omtrent ved den temperaturen du vil ha inne i kjøleskapet. Væska er i utgangspunktet litt kaldere enn kjøleskapet, slik at varmen strømmer fra brusen og alle de andre tingene i kjøleskapet og over i væska. Denne varmen brukes til å gjøre væska inne i røret om til gass.

Gassen strømmer videre gjennom røret sitt til en dings som sitter på utsiden av kjøleskapet. Dingsen, som heter kompressor, brukes til å klemme gassen sammen så den blir varm. Den varme gassen får nå gå på kryss og tvers gjennom et rør på utsiden av kjøleskapet, og varmen, som opprinnelig kom fra brusen din, triller nedover fra det varme røret til det kaldere kjøkkenet. Siden molekylene nå er dyttet så tett sammen, er de glade for å bli til en væske igjen når de bare får kvittet seg med litt varme.

Når alle molekylene har roet seg og blitt en del av væska igjen, slippes væska gjennom en ventil. Mens molekylene først var stuet veldig tett sammen, har de nå litt bedre plass til å bevege seg. De mest eventyrlystne av dem stjeler litt varme fra resten av væska for å kunne sprette over i gassfasen igjen. Da blir væska kaldere enn kjøleskapet, og varmen fra brusen kan igjen renne nedover og inn i det kalde røret for å flyttes ut i kjøkkenet.

Sånn fortsetter det så lenge kompressoren får strøm og kan gjøre jobben sin.

Litt om varmepumpa til slutt

Med det samme vi er i gang kan vi ta for oss varmepumpa. Den gjør nemlig akkurat det samme, bortsett fra at den ikke henter varme fra brusen din, men fra utsiden av huset. I en panelovn blir all den elektriske strømmen som brukes gjort om til varme. I en varmepumpe bruker du bare strøm til å dytte den varmen som tross alt finnes ute i kulda, inn i huset ditt. På den måten kan du klare deg med å bruke mindre elektrisk strøm.