Fysikk og Fascinasjon

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


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.)


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.