Fysikk og Fascinasjon

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


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

Advertisements


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!


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.


6 kommentarer

Jeg er jo varm inni meg. Hvorfor kan jeg blåse på kakaoen for å få den kald?

En ekstra fin kopp med kakao. Den varmer seg selv ved at du lar kalsiumoksid blande seg med vann i et rom i bunnen av koppen. Da dannes det såkalt lesket kalk i en prosess som frigjør masse varme. Se hotbooster.com

En ekstra fin kopp med kakao. Den varmer seg selv ved at du lar kalsiumoksid blande seg med vann i et rom i bunnen av koppen. Da dannes det såkalt lesket kalk i en prosess som frigjør masse varme. Se hotbooster.com

Jeg trodde at jeg hadde et greit svar på dette. Men i dag, da jeg prøvde å finne forklaringen på hvordan tornadoer blir til (sammenhengen mellom tornadoer og kakao får vi spare til en annen gang) fant jeg et nytt svar! Kult! Jeg tar det nye svaret først:

DU KAN BLÅSE BÅDE VARM OG KALD LUFT MED MUNNEN.

Prøv selv! Om du har munnen helt åpen er lufta du blåser ut varm. Lager du en bitteliten åpning og blåser lufta gjennom, blir den kald!

Når lufta kommer ut gjennom det lille hullet du har laget, har den høyere trykk enn lufta utenfor. Den kan selvfølgelig ikke fortsette å ha høyere trykk når den kommer ut i det fri. Når det er mindre som dytter på den, vil den ha mere plass. Lufta utvider seg. Når den gjør det, må den dytte bort lufta som står i veien for den. For å dytte noe er du nødt til å bruke litt energi, og denne lufta som utvider seg, gjør det så fort at den ikke rekker å hente noe energi fra omgivelsene. Derfor bruker den av energilageret sitt, nemlig varmen sin. Om den startet med veldig høyt trykk, vil den utvide seg masse, og den ender opp med å bli veldig kald. Du kan prøve selv med å blåse på hånda di mens du gradvis spisser munnen mer og mer. Du vil kjenne at lufta du blåser ut blir kaldere og kaldere. Ganske kult, eller hva? Effekten er enda tydeligere om du prøver med en boks med komprimert luft, eller kanskje en sykkelpumpe.

På denne måten kan vi altså bruke lufta som kommer fra den varme kroppen vår til å få kakao til å bli en god del kaldere enn innsiden av munnen.

Den opprinnelige forklaringen min, som sikkert er en god del av sannheten, var som følger:

Rett over den varme kakaoen, nedi koppen, blir lufta varmet opp. Når lufta ligger stille oppi der, er den ganske dårlig til å flytte varmen videre oppover og bort fra kakaoen. Om vi blåser på koppen, flytter vi den varme lufta vekk og det kommer ny kald luft ned som kan ta med seg mere varme bort. Sånn blir kakaoen kald fortere.

For den som skulle være ekstra interessert, kalles den første mekanismen for adiabatisk avkjøling og den andre for konveksjon.


Legg igjen en kommentar

Mamma, hvordan klarer lufta å holde meg oppe?

sykkelhjulNoe av det morsomste med å ha barn er at de stiller så gode spørsmål.

Lufta det var spørsmål om befant seg selvfølgelig inne i en sykkelslange (jeg måtte tenke meg om et øyeblikk før jeg skjønte hva det egentlig gjaldt) og oppå sykkelen befant det seg en observant seksåring.

«Lufta kan holde deg oppe fordi alle de små atomene i lufta fyker rundt kræsjer i veggene i sykkelslangen. Hvert gang de kræsjer så dytter de litt ned på bakken og opp på sykkelen. Vi fyller slangen så full av luft at all den dyttingen er nok til å holde deg oppe.»

«Men hvorfor kjenner ikke jeg det, da, at de dytter?»

«Det er fordi de er så veldig veldig små. Hvert dytt er bittebittelite.»

«Er det fordi de er så mange, da?»

«Ja det stemmer. Helt utrolig mange bittesmå dytt blir ganske mye til sammen.»

«Men når vinden blåser på meg, da kjenner jeg det?»

«Når vinden blåser så er det veldig mange små atomer som beveger seg samme vei på en gang. Da kjenner du det.»

….

«Du vet, du består av sånne små atomer du også.»

«Mamma, hvorfor begynner du bare å snakke om noe annet? Nå snakket vi jo om luft og så begynner du bare å snakke om kroppen».

Ja ok da. Typisk meg.