Visa fråga/svar

 

Värme [2458]

Fråga:
Om man sätter in ett glas med glögg i mikron blir det naturligtvis varmt. Men om man sedan sätter i en kall sked i glöggen, efter man har tagit ut glöggen ur mikron, kommer glöggen att koka över. Vad är det som orskar denna häftiga reaktion?
/Patrik H, Helenaskolan, Skövde

Svar:
Precis samma sak händer med vatten, så i fortsättningen talar vi om vatten. Man sätter alltså en mugg vatten i mikron. När det börjar koka i muggen, tar man ut den och sätter i en sked. Då kokar det upp mer eller mindre häftigt. Olika förklaringar har givits på detta, lösta gaser eller överhettning. För att ta reda på vad som är rätt, har vi gjort en del experiment. Tar man ut muggen precis när det kokat upp, kan man se en del småbubblor som stiger upp. Där är säkert lösta gaser inblandade. Det är inte särskilt häftigt, så du frågar om någonting annat. Låter man muggen stå inne länge, eller kokar man upp samma vatten flera gånger, driver man ut de lösta gaserna. Då blir reaktionen annan, då kan man få så häftigt uppkok, att det kokar över. Det beror på att vattnet är överhettat. Med en mycket bra termometer har vi mätt temperaturer på över 108 oC. Det visar sig, att ju mindre lösta gaser det finns i vattnet, desto högre blir temperaturen och desto våldsammare blir fenomenet.

Nu till den detaljerade förklaringen. När vattnet i muggen kokar upp i mikron, kommer bubblorna upp vid kanten. Det gör att vi får uppströmmar vid kanten. Det måste kompenseras av en nedström i mitten. I mikron värms vattnet i hela volymen. Det gör, att det nedströmmande vattnet värms upp på väg ner. När vi sen tar ut muggen, slutar det koka. Nu vänder strömmarna. Vattnet sjunker längs kanterna, och stiger i mitten. Detta hindrar det överhettade vattnet att nå väggarna. Hamnar det nu något föremål i det överhettade vattnet, kokar det upp våldsamt.

Vi mätte alltså 108 oC, men temperaturen var med säkerhet högre från början. När man satte dit termometern, började det koka omkring den, och efter 5 sekunder visade den 108 oC, för att sedan sjunka snabbt. Man kan uppskatta att temperaturen från början kan ha varit så hög som 115 oC.

En sak återstår att förklara. Varför kokar inte det överhettade vattnet i mitten? Jämför vi två bubblor med samma diameter, en "halvbubbla" vid kanten, och en "helbubbla" i mitten, visar det sig, att "halvbubblan" har hälften så stor ytspänningsenergi. Det är alltså energimässigt billigare att starta bubblor vid kanten. Det finns också andra fenomen, som gör att kokningen startar vid ett föremål. Det är också ytspänningen som är förklaringen till att vattnet kan överhettas. I en mycket liten bubbla är ångtrycket högt på grund av ytspänningen. Högt ångtryck svarar mot hög kokpunkt. Finns ingenting som bubblor kan starta på, blir vattnet överhettat. Det är alltså inte helt sant att vatten kokar vid 100 oC.

I en kastrull på spisen inträffar inte detta fenomen, eftersom värmen tillförs underifrån, och sprider sig med cirkulation. I mikrovågsugnen värms hela volymen samtidigt.

Varning: Om vattnet kokat någon minut i mikron, kan uppkokningen bli så häftig, att hälften av vattnet skvätter ut. Tänk på detta, kokhett vatten är farligt! Man ska inte hålla muggen i handen när man släpper ner skeden. Sätt den försiktigt på diskbänken, och släpp ner skeden från ett visst avstånd. Var beredd på att det kan skvätta över.  
/KS

Se även fråga 577 och fråga 1767

Nyckelord: kokande vatten [16];

*

 

 

Frågelådan innehåller 7350 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2018-12-18 09:30:06.


sök | söktips | Veckans fråga | alla 'Veckans fråga' | ämnen | dokumentation | ställ en fråga
till diskussionsfora

 

Creative Commons License

Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar
.