Fysikk og Fascinasjon

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


1 kommentar

Om egg og katedraler

20140422-225152.jpgI påsken skal egg males. Dette slo an blant barna mine, så jeg endte opp med å blåse ut innmaten i ganske mange egg. Når man skal blåse ut av eggene må man lage et lite hull i den ene enden og et litt større hull i den andre enden.

Jeg fant ut at trikset var å skrape med en spiss kniv til jeg fikk et lite hull. Så roterte jeg kniven sakte slik at kantene på hullet ble skrapt større og større. Men noen ganger ble jeg utålmodig og begynte å pirke i hullet. Med en gang jeg fikk knivspissen innenfor kanten av hullet slik at jeg dyttet skallet utover, sprakk det av store biter.

Egg er altså ganske genialt konstruert. De skal tåle å bli dyttet rundt og bli ligget på, men samtidig skal de være skjøre nok til at en svak liten kylling skal kunne krafse seg ut når tiden er inne.

Eggeskall er laget av byggeklosser av kalsiumkarbonat. Det er det samme som kritt består av. Byggeklossene er limt sammen av proteiner. Ingen av disse ingrediensene er spesielt sterke. Det er konstruksjonen som gjør egget sterkt.

Kuppelen i Peterskirken. Bilde: Attila Terbócs/Wikimedia Commons

Kuppelen i Peterskirken. Bilde: Attila Terbócs/Wikimedia Commons

Siden vi snakker om påsken, kan vi ta en tur til Roma. Peterskirken har en av verdens mest kjente kupler. Om du klatrer på en kuppel, eller går over en buet bro, får du elementene i utsiden av konstruksjonen til å bli klemt mot hverandre. Det får dem egentlig bare til å sitte enda bedre sammen. For å ødelegge egget, eller kuppelen, må man klemme så hardt at noen av byggeklossene på innsiden av skallet blir strukket fra hverandre. Da oppstår det en sprekk på innsiden som beveger seg ut gjennom skallet. Knus.

Men om du står på innsiden av en kuppel, og dytter, blir alle byggeklossene skjøvet fra hverandre. Det skal nesten ingen kraft til for å få det lette eggeskallet til å sprekke opp fra innsiden.

Hakk hakke hakk, egget det sprakk, og en liten kylling ut av det spratt.

Advertisements


Legg igjen en kommentar

Glass som knuser og eksploderer

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:


6 kommentarer

Knus, knas, knekk

«Ingen mat kan knuse», sa fireåringen i baksetet.

Det virket overbevisende, men jeg syntes ikke hun kunne ha rett sånn helt uten videre.

«Egg kan knuse», sa jeg.

Om man slipper et egg i gulvet, så mener jeg at det vil knuse. Men vanligvis knuser vi vel egentlig ikke egg. Jeg knekker egg når jeg vil ha ut det som er inni.

Vi kom ikke på så mange flere eksempler. «Knekkebrød», foreslo jeg. Men igjen så er det jo knekkebrød, ikke knusebrød. Jeg tror ikke knekkebrødet ville knuse om jeg mistet det i gulvet, men kanskje om jeg kjørte over det med en kontorstol.

Det er tydeligvis en forskjell på det å knuse og det å knekke.

Man kan for eksempel knekke en pinne i to. Det må bety at når noe knekker lages det bare en sprekk. Når noe knuser så går det i tusen knas. Det er ukontrollert og upraktisk i matlagingen.

Noen ting hverken knuser eller knekker, de bare bøyer seg.

Ting reagerer altså ganske så forskjellig på det å bli bøyd eller most eller dratt hardt i. Noen føyer seg og skifter form gradvis. Andre stritter i mot, helt til de plutselig brister med katastrofale følger. Jo mer kraft man må bruke for å få tingen til å endre form, jo mer voldsom blir gjerne reaksjonen. Ting som knuser, som glass, kan stå imot mye.

Kanskje knusetingene bare er for harde til å spises, sånn vanligvis?

«Vann kan knuse», sa passasjeren. «Jasså», sa jeg. «Hvordan da.»

«Hvis man heller det i et glass, og det blir skikkelig kaldt».

Poeng til baksetet. Is knuser omtrent like bra som glass, men er fortsatt greit å spise, siden det smelter i munnen.

Senere kom jeg på at jeg har knust både krumkaker og pepperkakehus, så jeg tror vi må ta opp temaet igjen nærmere jul.

20140312-211731.jpg