Svar:
Det är som du säger att nästan alltid så sjunker fryspunkten när ett salt löses i vatten samtidigt som kokpunkten höjes. Den enklaste förklaringen vi kan ge är följande: Antag vi har en blandning av vatten och is i jämvikt. Temperaturen är alltså 0 grader. Vi tillsätter nu salt i vattnet. Det blir nu en skillnad i koncentrationen av salt i vattnet och i isfasen. En allmän strävan hos naturen är att utjämna koncentrationsskillnader. För att åstadkomma detta smälts is. Då sjunker temperaturen tills man når saltblandningens fryspunkt som alltså är lägre än 0 grader. Vi kan göra motsvarande resonemang då vi har en vatten och ånga i jämvikt vid 100 grader. Om vi tillsätter salt till vattnet så börjar ångan att kondensera och då frigöres värme vilket medför att temperaturen stiger. Vi får alltså en kokpunktshöjning.
/Gunnar O 1997-03-20

Svar:
Först får vi ta reda på hur högt Mount Everest är. Detta hittar i Wikipedia: Mount_Everest - 8848 m.

Sedan behöver vi atmosfärstrycket på höjden 8848 m. Detta kan vi beräkna med kalkylatorn under länk 1. Om vi fyller i atmosfärens standardtryck 101.3 kPa och höjden 8848 m får vi ett tryck på 37 kPa.

Slutligen använder vi kalkylatorn under länk 2 (bilden nedan) för att beräkna kokpunkten. Vi fyller i standardtrycket 101.3 kPa, standardkokpunkten 100^oC och trycket 37 kPa. Kalkylatorn räknar då ut kokpunkten 75^oC.

I Saturated Vapor Pressure for Water finns tabeller för vattnets ångtryck både vid normala temperaturer och vid höga temperaturer. Dessa tabeller kan användas för att uppskatta kokpunkten vid olika tryck.

/Peter E 2001-10-02

Svar:
Luften ovanför en vattenyta innehåller en del vattenmolekyler som slitit sig från ytan. Vid en viss temperatur är det jämvikt mellan ångan och vattnet - lika många vattenmolekyler kondenseras till vattnet som frigörs till luften. Om temperaturen är högre kan luften innehålla mer vattenånga.

Vid kokpunkten är det s.k. partialtrycket hos ångan lika med lufttrycket, se bilden nedan från Hyperphysics. Då kan "luften" bestå till 100% av vattenånga - syret och kvävet har trängts bort. Vid kokpunkten kan det också bildas bubblor av vattenånga (normalt på botten av kastrullen som är nära värmekällan och därför varmare). Om vattentemperaturen understiger kokpunkten så kan inga bubblor bildas eftersom de trycks ihop av det större lufttrycket.

Kokpunktens förändring med tryckets kan inte förklaras med allmänna gaslagen eftersom kondenserande vattenånga är långt ifrån en ideal gas. Förändringen av kokpunkten med trycket är i själva verket en ganska komplicerad olinjär funktion. För mer om ämnet se nedanstående länkar.

/Peter E 2005-10-24

Svar:
Marianne! Vid tillräckligt högt tryck går säkert burken sönder. Detta är ingen myt. Låt oss titta på vad som händer med trycket.

Om det bara finns gas i burken (dvs burken är nästan tom) kan man tillämpa allmänna gaslagen (gaslagen, allmänna, Ideala_gaslagen):

pV = nRT

(p tryck i Pa, V volym i m³, n antal mol gas, R gaskonstanten 8.314 J/(molK), T absoluta temperaturen i K)

Trycket ökar alltså med absoluta temperaturen för konstant volym. Om vi utgår från 20 grader som normaltemperatur så ökar trycket vid 50 grader med faktorn (50+273)/(20+273) = 1.10, alltså med 10%. Vi måste gå till över 300 grader för att trycket skall fördubblas. Så om burken innehåller en ideal gas (allt i burken är i gasform) är det ingen fara, eftersom burken bör tåla ganska höga temperaturer.

Men en sprayburk innehåller emellertid inte bara gas utan även vätska. I en genomskinlig behållare (t.ex. en cigarrettändare, se fråga 16119 nedan) kan man se detta. Om man skakar en spayflaska försiktigt, kan man känna att en vätska "skvalpar omkring" inne i burken. Problemet är då inte lösbart med antagandet om en ideal gas, utan man måste ta hänsyn till vätskans Ångtryck.

Ångtrycket är relaterat till vätskans kokpunkt - kokpunkten vid 1 atmosfärs tryck är den temperatur vid vilken vätskans ångtryck är 1 atm. Bilden nedan från Wikimedia Commons visar ångtrycket för några vätskor som funktion av temperaturen. De olika ämnena i figuren uppför sig ganska lika, med skillnaden att kokpunkten är mycket olika. Om vi tar neo-Pentan (mörkgrön kurva) som exempel ser vi för det första att kokpunkten vi trycket 1 atm är 10 grader. För några olika temperaturer kan vi läsa av följande från kurvan:

10^oC - 1 atm

20^oC - 1.4 atm

50^oC - 3.5 atm

80^oC - 8 atm

Vi ser alltså att trycket ökar mycket med förhöjd temperatur.

Vad kan vi dra för slutsatser? För det första att Mythbusters test visade att tillverkarnas rekommenderade högsta temperatur var konservativt säker. Det framgår inte hur högt upp i temperatur man gick vid testen. För det andra kan man dra slutsatsen att om burken bara innehåller gas, så tål den ganska höga temperaturer. Om burken emellertid även innehåller vätska ökar trycket mycket snabbt med temperaturen, så burken kommer till slut att explodera.

/Peter E 2009-10-22

Svar:
Thomas! Det finns en formel (länk 1, Hyperphysics) som är en approximation, men den fungerar säkert inte för stora värden på salthalten.

Att förstå varför smältpunkten sjunker med ökande salthalt är emellertid inte så svårt, se länk 2 (som även innehåller en mycket illustrativ animering):



Om man har rent vatten vid 0^oC i jämvikt med is av samma temperatur, så kommer lika många vattenmolekyler att fastna på isbiten som lossnar från isbiten. Om man häller i ett salt (det behöver inte vara joner, det går bra även med t.ex. socker) så kommer det att bli en lägre koncentration av vattenmolekyler i den flytande fasen. Detta förskjuter jämvikten så att fler vattenmolekyler lossnar och går i lösning. Detta kostar energi (smältvärmet), så temperaturen sänks. När temperaturen sjunkit lite inställer sig ett nytt jämviktsläge. Vi har alltså fått en lösning som har lägre smältpunkt (fryspunkt) än rent vatten.

Animationen ovan kräver att Macromedia flash plugin är installerat. Om animationen ändå inte startar - försök att ladda om webbsidan.

Förslag till uppgifter med animationen:

1. Vid 0^oC och utan salt är det jämvikt mellan is och vatten.
   
2. Klicka på 'add solute' för att tillsätta salt. Isen smälter och temperaturen sjunker (även om detta inte visas).
   
3. Ändra temperaturen till -5^oC. En del is kommer tillbaka.
   
4. Ändra temperaturen till -20. Allt fryser.
   
5. Klicka på 'remove solute'. Även vattnet som ersätter saltet fryser.
   

Observera att animationen är kvalitativ och schematisk. Övertolka inte temperaturer och koncentrationer.

Det finns gränser hur lång ner man kan komma i temperatur, men -18^oC bör vara nära den lägsta möjliga (se fråga [12407] om fahrenhetskalan).

Se vidare Freezing-point_depression och den utmärkta (men inte helt lättbegipliga) sajten Water Structure and Science.
/Peter E 2010-01-11