Fysikk og Fascinasjon

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

Glass som knuser og eksploderer

Legg igjen en kommentar

Det har vært stille på bloggen i det siste, fordi kveldene har gått med på å forberede foredraget mitt til Pecha Kucha på torsdag. Men nå som det er overstått, og påskefreden har senket seg, er det på tide å komme tilbake til et spørsmål jeg har fått på Facebook-siden til bloggen:

Hei! 
Jeg har et spørsmål om hvorfor vannglasset mitt knuste i går. 
Jeg vasket komfyren og oppå en av platene stod en tomt glass, og uheldig som jeg var så hadde jeg klart å skru på platen som dette glasset stod på. La merke til at platen ble rød(keramikktopp) og tok glasset av platen med microfiber-klut(tørr)… så gikk det knapt 1min før glasset lå i tusen biter. Hva skjedde når jeg tok glasset fra den varme flaten til en kald?

Hilsen Kjetil

Ja, hvorfor har glass det med å knuse når det forandrer temperatur?

De fleste stoffer har det med å utvide seg når de blir varmere. Når glasset er kaldt, står molekylene ganske rolig inntil hverandre mens de holder hverandre i hendene. (De har vel litt flere hender enn oss. For de lager ikke bare lange rekker, men et stort nettverk). Når glasset varmes opp, får molekylene mer og mer fart på seg. De holder seg fortsatt fast i hverandre, men fordi de lager så mye baluba så blir det mer plass mellom dem. Derfor tar hele glasset mer plass.

Om man varmer opp eller kjøler ned glasset sakte og forsiktig, går det stort sett greit. Men om du setter et varmt glass på en kald overflate, vil molekylene nederst i glasset trekke seg veldig fort mot hverandre. Glasset nederst krymper, mens det øverste ikke har rukket å gjøre det ennå. Det blir som om du skulle klemme veldig, veldig hardt rundt den nederste delen av glasset. Om det finnes en ørende liten defekt et sted, det kan være nok med en nærmest usynlig liten ripe, så kan molekylene akkurat her bli trukket så mye i hver sin retning at de ikke klarer å stå imot. Om de slipper taket, blir det vanskeligere for naboene å holde seg fast i hverandre. Så slipper de taket, og de ved siden av, og de ved siden av, og vips er glasset sprukket.

Men glasset til Kjetil nøyde seg ikke bare med å sprekke. Det gikk i tusen biter. Hvorfor det?

Mye av det glasset vi bruker på kjøkkenet er herdet for å gjøre det mindre enkelt å knuse det. For å herde glass varmer man det opp etter at det er ferdig formet, før det kjøles ned ganske raskt, slik at det ytterste laget av glasset blir kaldt mens innsiden fortsatt er nesten flytende. De kalde atomene i det ytterste laget holder seg godt fast i hverandre. Når innsiden til slutt kjølner, vil de innerste atomene også prøve å komme nærmere hverandre, men de ytterste har allerede stivnet og har ikke så lyst til å flytte på seg. Resultatet blir at atomene inni glasset haler og drar i de ytterste atomene, slik at de blir klemt mot hverandre. Om du gir det herdede glasset et slag, blir de ytterste atomene bare klemt enda mer inntil hverandre. Sånt blir det ikke så lett sprekker av. Men om glasset blir slått hardt nok, eller det får en ripe, får plutselig de innerste atomene en mulighet til å dra naboene sine i den retningen de vil. Alle spenningene i glasset får plutselig en mulighet til å bli frigjort, og vips så ligger glasset der, i tusen knas.

Ekstremversjonen av herdet glass får du om du drypper flytende glass ned i vannet. Det størknede glasset kalles Prins Ruperts dråpe. Fordi glasset var varmt og flytende i midten da utsiden størknet, er det bygget opp ekstremt store spenninger i glasset. Det gjør det nærmest umulig å knuse dråpen ved å slå på den, men du kan få det hele til å eksplodere på en spektakulær måte ved å vrikke litt på «halen» til dråpen. Som et alternativ til påskekrimmen vil jeg anbefale denne videoen, der du kan se det hele i sakte film:

Advertisements

Legg igjen en kommentar

Fyll inn i feltene under, eller klikk på et ikon for å logge inn:

WordPress.com-logo

Du kommenterer med bruk av din WordPress.com konto. Logg ut / Endre )

Twitter picture

Du kommenterer med bruk av din Twitter konto. Logg ut / Endre )

Facebookbilde

Du kommenterer med bruk av din Facebook konto. Logg ut / Endre )

Google+ photo

Du kommenterer med bruk av din Google+ konto. Logg ut / Endre )

Kobler til %s