Vand kan være koldere end is og stadig være flydende? Det er super sejt!
Australian Curriculum links
- Naturvidenskab > Kemiske videnskaber > Årgang 3 > ACSSU046
- Naturvidenskab Kemiske videnskaber > 5. årgang > ACSSU077
Du skal bruge
- 20 mL flaskevand
- rengjort, tørt plastikbæger med en glat overflade
- skål med flad bund
- isterninger
- 4 spiseskefulde salt
- rengjort, tørt termometer.
Afprøv dette
- Hæld vandet i koppen, og sæt koppen ned i skålen.
- Fyld skålen med isterninger. Sørg for, at der ikke falder is ned i koppen med vand, og at niveauet af isterningerne i skålen er højere end niveauet af vandet i koppen.
- Sprøjt to spiseskefulde salt jævnt ud over isterningerne. Undgå at få salt i koppen.
- Sæt termometeret ned i koppen med vand.
- Lad koppen med vand køle af. I resten af forsøget skal du passe på ikke at støde mod koppen med vand, mens den køler af.
- Efter 10 minutter skal du forsigtigt tilføje mere is til skålen som i trin 3.
- Gentag trin 4.
- Lad koppen med vand køle af i yderligere 10 minutter, eller indtil temperaturen i vandet er under 0 °C.
- Når vandet er under 0 °C, skal du forsigtigt fjerne termometeret.
- Drop et stykke is ned i koppen med vand, og observer, hvad der sker med koppen med vand.
Videregående undersøgelse
Afprøv forskellige måder at få vandet til at fryse på, f.eks. ved at slå på koppen eller tabe forskellige genstande ned i vandet.
Hvad sker der, hvis du prøver at hælde det superkølede vand på en isterning?
Afprøv at superkøle forskellige typer væsker, f.eks. sodavand eller regnvand. Hvilke væsker er nemmere at underkøle?
Hvad sker der?
Gennem at afkøle vandet langsomt forbliver vandet flydende under dets frysepunkt. Dette er kendt som “underafkøling”. Når isen falder ned i vandet, fryser vandet pludselig og bliver til is. Det sker, fordi isterningen gør det muligt for det superkølede vand at vokse nye iskrystaller.
Vandets frysepunkt er 0 °C. Det betyder, at vand normalt vil ændre sig fra en væske til et fast stof, når det afkøles til 0 °C. Hvis vandet er rent nok, og hvis det afkøles langsomt nok, kan vandet dog forblive en væske, selv når det er koldere end 0 °C. Overkølet vand bliver ikke til is, når det afkøles, fordi det er for rent til, at der kan dannes iskrystaller. For at danne iskrystaller skal der være noget, som de kan vokse på for at kunne dannes. Iskrystaller kan vokse på støvkorn, urenheder i vandet eller på selve isen.
I denne aktivitet er vandet på flaske rent; det indeholder ikke støv eller urenheder. Fordi koppens overflade er glat, indeholder den ingen ujævnheder, hvorpå der kan dannes krystaller. Derfor kan vandet blive underkølet. Men når man tilføjer en isterning, lader isterningen nye iskrystaller vokse og får vandet til næsten øjeblikkeligt at blive til is.
Real world links
Nogle skyer er lavet af dråber af underafkølet vand. For eksempel er altocumulusskyer for det meste lavet af vanddråber ved ca. -10 °C. Disse superkølede vanddråber kan give problemer for flyvemaskiner. Hvis vanddråberne rammer et fly, kan de pludselig fryse til is og danne et islag på ydersiden af flyet. Isen kan påvirke den måde, hvorpå luften bevæger sig rundt på ydersiden af flyet, og få instrumenter som f.eks. hastighedsindikatorer til at være forkerte.