---

Hej videnskabsgruppe

I en kemitime for nogle dage siden, var der en pige på mit hold, der
spurgte min lærer, om hvordan det kunne være, da hun åbnede en cola, der
havde stået ude i kulden (hvor der var under nul grader Celsius) og var
flydende, hurtigt frøs nedad i væsken fra toppen, hvor proppen var taget
af. Både min lærer og jeg foreslog, at det var trykforandringen, der
gjorde det, og at det derfor var ren fysik.

Senere, efter kemitimerne, kom jeg i tanke om, at trykket i flasken jo
blev lettet, da hun åbnede låget på plastikflasken. For hvis man fx
hopper ud i rummet fra et rumfartøj uden rumdragt på, vil man
lynhurtigt, pga. trykfaldet til ca. nul atmosfære, begynde at koge
(voldsomt?) indeni. Kogepunktet for et stof falder, når trykket omkring
det falder - simpel proportionalitet. Og vand sku' altså koge i rummet,
ikke sandt?
Derfor kunne jeg ikke få det til at passe, at trykfaldet på flaskens
indhold skulle kunne få flasken til at fryse til is - reglerne er jo
omvendt.

Væsken i flasken _var_ sandsynligvis under nul grader Celsius, men
"alligevel" flydende - det er for mig ikke noget problem at forstille
mig: Grunden er vel, at det skyldes, at (store dele af[1]) kulsyren i
vandet, når trykket falder (idet proppen bliver taget af - for første
gang, må man så antage), vil blive til vand og kuldioxid med det samme.
Da kuldioxiden og vandet deles fra hinanden, vil vandet lynhurtigt fryse
til is, da frysepunktet for væsken i større grad tæller for vands (under
nedre atmosfæriske trykforhold).

Dermed tænker jeg i mit klassiske biologiforsøg med om fotosyntese,
danskvand og pH-indikator, at det vel ikke blot er blandingen af CO2 og
H2O, der bliver til H2CO3 og derefter kulsyre, men at det også afhænger
af trykket, eller hvordan er det? Det er vel også den ioniserede
tilstand i vand, man kalder kulsyre, mens H2CO3 blot er
dihydrogencarbonat eller sådannoget?

Ioniserede tilstand: HCO3^- + H^+ = kulsyre?

[1] Et lidt abstrakt spørgsmål: Hvor meget af kulsyren vil idet trykket
falder (når en prop tages af en flaske med kulsyrevand i) straks
forvandle sig til vand og kuldioxid? Og hvad afhænger det af?


Med venlig hilsen

Rasmus S. F. Outzen, HF-studerende

---

Rasmus Outzen skrev:

>spurgte min lærer, om hvordan det kunne være, da hun åbnede en cola, der
>havde stået ude i kulden (hvor der var under nul grader Celsius) og var
>flydende, hurtigt frøs nedad i væsken fra toppen, hvor proppen var taget
>af.

Hvis væsken var underafkølet, vil enhver forstyrrelse få den til
at størkne med det samme. Mon ikke det er forklaringen?

--
Bertel
http://lundhansen.dk/bertel/   FIDUSO: http://fiduso.dk/

---

Bertel Lund Hansen <nospam@lundhansen.dk> writes:

> Rasmus Outzen skrev:
>
> >spurgte min lærer, om hvordan det kunne være, da hun åbnede en cola, der
> >havde stået ude i kulden (hvor der var under nul grader Celsius) og var
> >flydende, hurtigt frøs nedad i væsken fra toppen, hvor proppen var taget
> >af.

Mit gæt er at det skyldes kuldioxidens fordampningsvarme. Når
kuldioxidsen fordamper falder colaens temperatur. Det svarer til at
man bliver kold hvis man går rundt med vådt hår.

> Hvis væsken var underafkølet, vil enhver forstyrrelse få den til at
> størkne med det samme. Mon ikke det er forklaringen?

Så vidt jeg husker er det ret svært at underafkøle vand medmindre det
er meget rent. Jeg tror a der hurtigt vil dannes krystaller rundt om
ionerne.


--
Niels L Ellegaard http://dirac.ruc.dk/~gnalle/
Udvidelse af perioden for midlertidig opholdstilladelse:
http://www.7aar.dk

---

Niels Langager Ellegaard skrev:

>Mit gæt er at det skyldes kuldioxidens fordampningsvarme.

Det overrasker mig. Jeg forestiller mig nok at kulsyren tager sin
energi fra overtrykket og derfor ikke kræver varme ved
fordampningen. Er det forkert?

--
Bertel
http://lundhansen.dk/bertel/   FIDUSO: http://fiduso.dk/

---

Bertel Lund Hansen <nospam@lundhansen.dk> writes:

> Niels Langager Ellegaard skrev:
>
> >Mit gæt er at det skyldes kuldioxidens fordampningsvarme.
>
> Det overrasker mig. Jeg forestiller mig nok at kulsyren tager sin
> energi fra overtrykket og derfor ikke kræver varme ved
> fordampningen. Er det forkert?

Jeg hælder lidt til den overbevisning, at kuldioxiden slet ikke
behøver at tages i betragtning. Jeg tror, at rent vand sat under
tryk ville opføre sig på samme måde.

Vand ved 0°C har større massefylde end is ved 0°C. Vand har jo
sin største massefylde ved ca. 4°C, og under denne temperatur
falde massefylden igen (is flyder ovenpå vand, ikke sandt?)

Derfor vil is ved 0°C smelte, hvis det sættes under tryk - det
er sådan et par skøjter fungerer. Og omvendt så vil vand, som er
sat under tryk lige omkring frysepunktet, vel også fryse til is,
hvis trykket aftager? Eller er der noget, jeg overser?

--
-- Torben.

---

> I en kemitime for nogle dage siden, var der en pige på mit hold, der
> spurgte min lærer, om hvordan det kunne være, da hun åbnede en cola, der
> havde stået ude i kulden (hvor der var under nul grader Celsius) og var
> flydende, hurtigt frøs nedad i væsken fra toppen, hvor proppen var taget
> af. Både min lærer og jeg foreslog, at det var trykforandringen, der
> gjorde det, og at det derfor var ren fysik.

Når colaen koger, som den gør i det hun åbner den og trykket falder, så
bruger den energi på faseskiftet fra flydende kulsyre til luftformig
kulsyre, hvilket gør den kold.

Læste for nogen år tilbage om nogen folk der ville markedsføre en øldåse med
en lille kulsyrekapsel indeni. Når kapslen blev brudt og kogte op, så ville
øllen blive kold.

---

Rasmus Outzen wrote:
>[...]
> Senere, efter kemitimerne, kom jeg i tanke om, at trykket i flasken jo
> blev lettet, da hun åbnede låget på plastikflasken. For hvis man fx
> hopper ud i rummet fra et rumfartøj uden rumdragt på, vil man
> lynhurtigt, pga. trykfaldet til ca. nul atmosfære, begynde at koge
> (voldsomt?) indeni. Kogepunktet for et stof falder, når trykket omkring
> det falder - simpel proportionalitet. Og vand sku' altså koge i rummet,
> ikke sandt?
> Derfor kunne jeg ikke få det til at passe, at trykfaldet på flaskens
> indhold skulle kunne få flasken til at fryse til is - reglerne er jo
> omvendt.

Hov, vær opmærksom på at vand har den lidt sære egenskab at frysepunktet
bliver *højere* ved lavere tryk (og altså lavere ved højere tryk).

I et fasediagram med tryk og temperatur ad akserne kommer denne omvendte
sammenhæng til udtryk ved at linjen mellem fast stof (is) og væske
(flydende vand) har *negativ* hældning.

Så i princippet kan man godt få flydende vand til at størkne ved at
mindske trykket på det (ved fast temperatur). Som andre er inde på,
behøver det dog ikke at være den vigtigste del af forklaringen på hvad
der rent faktisk skete med colaen.

--
Jeppe Stig Nielsen <URL:http://jeppesn.dk/>. «

"Je n'ai pas eu besoin de cette hypothèse (I had no need of that
hypothesis)" --- Laplace (1749-1827)

---

Jeppe Stig Nielsen wrote:
>
> Rasmus Outzen wrote:
> >[...]
> > Senere, efter kemitimerne, kom jeg i tanke om, at trykket i flasken jo
> > blev lettet, da hun åbnede låget på plastikflasken. For hvis man fx
> > hopper ud i rummet fra et rumfartøj uden rumdragt på, vil man
> > lynhurtigt, pga. trykfaldet til ca. nul atmosfære, begynde at koge
> > (voldsomt?) indeni. Kogepunktet for et stof falder, når trykket omkring
> > det falder - simpel proportionalitet. Og vand sku' altså koge i rummet,
> > ikke sandt?
> > Derfor kunne jeg ikke få det til at passe, at trykfaldet på flaskens
> > indhold skulle kunne få flasken til at fryse til is - reglerne er jo
> > omvendt.
>
> Hov, vær opmærksom på at vand har den lidt sære egenskab at frysepunktet
> bliver *højere* ved lavere tryk (og altså lavere ved højere tryk).
>
> I et fasediagram med tryk og temperatur ad akserne kommer denne omvendte
> sammenhæng til udtryk ved at linjen mellem fast stof (is) og væske
> (flydende vand) har *negativ* hældning.

Normalt tegner man temperaturen T ud ad førsteaksen og trykket p ud ad
andenaksen. Linjen mellem fast og flydende slutter da i tripelpunktet

( 273,16 K ; 611 Pa )

og den går igennem punktet

( 273,15 K ; 101325 Pa )

Hvis vi opfatter den som en *ret* linje, har den altså hældningskoeffi-
cienten

(0,000611 MPa - 0,101325 MPa)/(273,16 K - 273,15 K) = -10 MPa/K

Man skal altså øge trykket med 10 megapascal for at sænke frysepunktet
én grad.

Til sammenligning svarer 10 MPa til trykket af cirka 1000 meter vand-
søjle (ved sædvanlig tyngdeaccelaration); altså trykket i havet i
dybden 1000 m. (Selvom havvand jo ikke er rent vand, kemisk set.)

--
Jeppe Stig Nielsen <URL:http://jeppesn.dk/>. «

"Je n'ai pas eu besoin de cette hypothèse (I had no need of that
hypothesis)" --- Laplace (1749-1827)

---

"Jeppe Stig Nielsen" <mail@jeppesn.dk> wrote in message
news:3C4C5081.5D532E09@jeppesn.dk...

> Jeppe Stig Nielsen wrote:

Jeg takker ydmygst panelet i denne gruppe for svar og gennemgang.

/rsfo