Er þurrís virkilega svo kaldur að mann getur kalið ef maður snertir hann?
Af hverju breytist þurrís ekki í vökva við bráðnun?
Hvernig býr maður til þurrís?
Hvar er þurrís notaður?
Margir hafa eflaust séð þegar þurrís er settur í vatn og upp gýs dularfullur hvítur reykur einsog á myndinni hér til hliðar. Ekkert álíka spennandi gerist þegar venjulegur klaki er settur í vatn enda er þurrís allt annað efni en venjulegur ís.
Venjulegur klaki er frosið vatn en þurrís er frosinn koltvísýringur, CO2. Í umhverfi okkar er koltvísýringur gegnsæ lofttegund. Við öndum honum frá okkur og hann er að finna í útblæstri bíla. Þegar efni brennur er langoftast kolefni í því og þá myndast koltvísýringur.
Þurrís breytist í gas við -78,5°C. Frosinn koltvísýringur eða þurrís, er því mun kaldari en venjulegur klaki og forðast ber að koma við hann með berum höndum. Ef hann er snertur lengur en örskamma stund getur húðina kalið og brunasár myndast.
Aðaleinkenni þurríssins, fyrir utan gífurlegan kulda hans, er hvernig hann „bráðnar“. Þegar venjulegur ís bráðnar breytist hann í vatn og svo getur þetta vatn breyst í gufu. Þegar þurrís bráðnar breytist hann hins vegar beint í gas án þess að fara fyrst í vökvaham. Þessi eiginleiki gefur þurrísnum nafn sitt, ísinn helst alltaf þurr viðkomu, þótt hann sé að skipta um ham eða bráðna. Þess konar hamskipti kallast þurrgufun (e. sublimation), það er þegar efni fer úr föstu formi eða storkuham yfir í gasham án þess að verða að vökva í milli.
Efnajafnan fyrir þessar breytingar er eftirfarandi:
\[CO_{2(s)} \to CO_{2(g)}\] þar sem s stendur fyrir fast form (e. solid) og g stendur fyrir gasham (e. gas).
Gæta þarf að því að geyma þurrís ekki í loftþéttum umbúðum því þá er hætta á sprengingu. Koltvísýringsgasið sem myndast við þurrgufunina hefur margfalt meira rúmmál en þurrísinn. Ef umbúðirnar hleypa gasinu ekki út getur það sprengt þær utan af sér.
Eins og útskýrt er í svari við spurningunni Getur ís soðið? fer það eftir loftþrýstingi og hita hvort efni geta verið í vökvaham eða ekki. Til dæmis getur vatn verið frosið, fljótandi eða gas í því umhverfi sem við köllum „venjulegt” en ef loftþrýstingurinn er lækkaður töluvert er þurrgufun vatns möguleg og það getur hins vegar ekki verið í vökvaham. Sömuleiðis má finna koltvísýring á fljótandi formi ef loftþrýstingur er hækkaður nógu mikið. Þetta samband milli loftþrýstings, hitastigs og hamskipta er útskýrt nánar í umræddu svari.
En hvernig útskýrum við þá reykinn sem myndast þegar þurrís er settur í vatn, samanber myndina hér á undan? Áður kom fram að koltvísýringur er ósýnilegt gas og því er það ekki hann sjálfur sem gefur þessa hvítu gufu.
Það sem við sjáum er raki úr andrúmsloftinu og gufa frá vatninu í glasinu. Vatnsgufan blandast ísköldum koltvísýringnum sem gufar upp af þurrísnum. Vegna þess hve koltvísýringurinn er kaldur þá þéttist vatnsgufan og myndar örsmáa vatnsdropa líkt og gerist í skýjum og þoku. Því er þetta í rauninni hálfgerð þoka sem gýs upp úr vatninu.
Þurrís er framleiddur úr koltvísýringsgasi í þar til gerðum vélum. Þær þétta og kæla gasið og þjappa svo saman ísnum sem myndast. Hann er notaður í alls kyns kælingu, til dæmis þegar matvæli eru flutt langar vegalengdir eða til að kæla lífsýni sem senda þarf milli heimshluta.
Þurrís er einnig að finna í náttúrunni, þó ekki á jörðinni. Á öðrum plánetum þar sem aðstæður eru allt aðrar en hér, annað hitastig og annar þrýstingur, finnst þurrís í talsverðu magni. Til dæmis hefur Mars pólhettur sem eru aðallega úr þurrís og má lesa nánar um það hér.
Frekari upplýsingar um þurrís:
Þurrís sem slökkviefni. Ari Ólafsson, Eðlisfræði á Íslandi X. Ritstj. Ari Ólafsson, Eðlisfræðifélag Íslands 2002.
Hildur Guðmundsdóttir. „Hvernig myndast þurrís og af hverju myndar hann þessa gufu eða reyk þegar hann er settur í vatn?“ Vísindavefurinn, 13. maí 2005. Sótt 20. apríl 2024. http://visindavefur.is/svar.php?id=5000.
Hildur Guðmundsdóttir. (2005, 13. maí). Hvernig myndast þurrís og af hverju myndar hann þessa gufu eða reyk þegar hann er settur í vatn? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=5000
Hildur Guðmundsdóttir. „Hvernig myndast þurrís og af hverju myndar hann þessa gufu eða reyk þegar hann er settur í vatn?“ Vísindavefurinn. 13. maí. 2005. Vefsíða. 20. apr. 2024. <http://visindavefur.is/svar.php?id=5000>.
Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.
Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar
um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að
svara öllum spurningum.
Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að
svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki
nægileg deili á sér.
Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.
Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!
Sólin
Rís 05:36 • sest 21:19
Tunglið
Rís 16:44 • Sest 05:50
Flóð
Árdegis: 04:37 • Síðdegis: 17:05
Fjara
Árdegis: 10:57 • Síðdegis: 23:09
Margir hafa eflaust séð þegar þurrís er settur í vatn og upp gýs dularfullur hvítur reykur einsog á myndinni hér til hliðar. Ekkert álíka spennandi gerist þegar venjulegur klaki er settur í vatn enda er þurrís allt annað efni en venjulegur ís.
Venjulegur klaki er frosið vatn en þurrís er frosinn koltvísýringur, CO2. Í umhverfi okkar er koltvísýringur gegnsæ lofttegund. Við öndum honum frá okkur og hann er að finna í útblæstri bíla. Þegar efni brennur er langoftast kolefni í því og þá myndast koltvísýringur.
Þurrís breytist í gas við -78,5°C. Frosinn koltvísýringur eða þurrís, er því mun kaldari en venjulegur klaki og forðast ber að koma við hann með berum höndum. Ef hann er snertur lengur en örskamma stund getur húðina kalið og brunasár myndast.
Aðaleinkenni þurríssins, fyrir utan gífurlegan kulda hans, er hvernig hann „bráðnar“. Þegar venjulegur ís bráðnar breytist hann í vatn og svo getur þetta vatn breyst í gufu. Þegar þurrís bráðnar breytist hann hins vegar beint í gas án þess að fara fyrst í vökvaham. Þessi eiginleiki gefur þurrísnum nafn sitt, ísinn helst alltaf þurr viðkomu, þótt hann sé að skipta um ham eða bráðna. Þess konar hamskipti kallast þurrgufun (e. sublimation), það er þegar efni fer úr föstu formi eða storkuham yfir í gasham án þess að verða að vökva í milli.
Efnajafnan fyrir þessar breytingar er eftirfarandi:
\[CO_{2(s)} \to CO_{2(g)}\] þar sem s stendur fyrir fast form (e. solid) og g stendur fyrir gasham (e. gas).
Gæta þarf að því að geyma þurrís ekki í loftþéttum umbúðum því þá er hætta á sprengingu. Koltvísýringsgasið sem myndast við þurrgufunina hefur margfalt meira rúmmál en þurrísinn. Ef umbúðirnar hleypa gasinu ekki út getur það sprengt þær utan af sér.
Eins og útskýrt er í svari við spurningunni Getur ís soðið? fer það eftir loftþrýstingi og hita hvort efni geta verið í vökvaham eða ekki. Til dæmis getur vatn verið frosið, fljótandi eða gas í því umhverfi sem við köllum „venjulegt” en ef loftþrýstingurinn er lækkaður töluvert er þurrgufun vatns möguleg og það getur hins vegar ekki verið í vökvaham. Sömuleiðis má finna koltvísýring á fljótandi formi ef loftþrýstingur er hækkaður nógu mikið. Þetta samband milli loftþrýstings, hitastigs og hamskipta er útskýrt nánar í umræddu svari.
En hvernig útskýrum við þá reykinn sem myndast þegar þurrís er settur í vatn, samanber myndina hér á undan? Áður kom fram að koltvísýringur er ósýnilegt gas og því er það ekki hann sjálfur sem gefur þessa hvítu gufu.
Það sem við sjáum er raki úr andrúmsloftinu og gufa frá vatninu í glasinu. Vatnsgufan blandast ísköldum koltvísýringnum sem gufar upp af þurrísnum. Vegna þess hve koltvísýringurinn er kaldur þá þéttist vatnsgufan og myndar örsmáa vatnsdropa líkt og gerist í skýjum og þoku. Því er þetta í rauninni hálfgerð þoka sem gýs upp úr vatninu.
Þurrís er framleiddur úr koltvísýringsgasi í þar til gerðum vélum. Þær þétta og kæla gasið og þjappa svo saman ísnum sem myndast. Hann er notaður í alls kyns kælingu, til dæmis þegar matvæli eru flutt langar vegalengdir eða til að kæla lífsýni sem senda þarf milli heimshluta.
Þurrís er einnig að finna í náttúrunni, þó ekki á jörðinni. Á öðrum plánetum þar sem aðstæður eru allt aðrar en hér, annað hitastig og annar þrýstingur, finnst þurrís í talsverðu magni. Til dæmis hefur Mars pólhettur sem eru aðallega úr þurrís og má lesa nánar um það hér.
Frekari upplýsingar um þurrís: