Þessi eiginleiki sem við köllum hitastig er um margt merkilegur og hefur margvíslegt áhrif. Hér leggur Vala fyrir okkur ráðgátu tengda þessum eiginleika.
Efni og áhöld
Í þessa tilraun þarf:
- Glös
- Misheitt vatn
- Matarlit (einn litur nægir, en mismunandi litir eru skemmtilegri)
Framkvæmd
- Helltu misheitu vatni í glös (eitt hitastig í hverju glasi).
- Láttu nokkra dropa af matarlit í hvert glas (helst jafn mikið í hvert glas).
- Fylgstu með hvernig og hversu hratt matarliturinn dreifist um vatnið.
Hvað er að gerast?
Mörg vita að heitt vatn er (eðlis-)léttara en kalt. Þetta kemur til vegna hitaþenslunnar en þegar vatnið dregst saman er það þéttara og sama rúmmál inniheldur meiri massa (meira efni). Kalt vatn sekkur því í heitu vatni þótt blöndun og varmaleiðni jafni hitastigið út. Ef talsverður munur er á hitastigi vatnsins og umhverfisins valda varmaskipti við veggi ílátsins því að breytist og rís eða sekkur sem veldur aukinni blöndun vatnsins og litarefnisins þar með.
Reyndar er það svo að þótt vatn dregst almennt saman eftir því sem það kólnar snýst það við á milli 4°C og frostmarks. Þá þenst það út eftir því sem hreyfiorka sameindanna minnkar og vetnistengi milli þeirra byrja að draga þær í kristalsbyggingu vatns við frostmark.
Þessi skemmtilega tilraun sýnir hins vegar ekki dreifingu (e. diffusion) vegna hreyfingar sameindanna sjálfra eins og algengt er að sagt sé.
Ítarefni
- Efnasambönd og efnatengi
- Why does water expand when it freezes?
- Real Diffusion Experiment (for Home or School)