Sólin Sólin Rís 05:09 • sest 21:54 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 22:44 • Sest 04:42 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 06:28 • Síðdegis: 18:50 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 00:27 • Síðdegis: 12:35 í Reykjavík

Af hverju setjast dropar utan á glas þegar köldu vatni er hellt í það?

Emelía Eiríksdóttir

Upprunalega spurningin var:

Af hverju verður glas blautt (rakt) að utan þegar kalt vatn er sett í það?

Andrúmsloftið er að langmestu leyti köfnunarefni og súrefni en önnur efni finnast þar líka, þar á meðal vatnssameindir. Þetta vatn ferðast um heiminn, gufar upp, myndar ský, fellur svo til jarðar sem rigning eða snjór, frýs stundum og þiðnar og gufar aftur upp. Vatnið fer sem sagt í fastan ham, vökvaham og gasham til skiptis eftir hitastigi í loftinu.

Rétt eins og hægt er að láta vatn á vökvaformi gufa upp með því að hita það, er hægt að snúa ferlinu við, kæla vatnsgufuna og endurheimta þannig vatn í vökvaham. Venjulega verðum við ekki vör við vatnið í loftinu þegar það er í gasham, þar sem við hvorki sjáum það né finnum af því lykt. Það eru hins vegar nokkrar vísbendingar í daglegu lífi sem minna okkur á að andrúmsloftið inniheldur vatn, til dæmis þegar dropar myndast á kældu yfirborði. Skoðum hvað gerist.

Þegar ísköldu vatni er hellt í glas kólnar loftið umhverfis glasið, vatnssameindir þess þéttast og mynda að lokum litla dropa á glasinu.

Sameindir í loftinu eru í gasham því hreyfiorka (e. kinetic energy) þeirra er sterkari en aðdráttarkraftarnir milli sameindanna; aðdráttarkraftarnir draga sameindirnar saman en hreyfiorka þeirra ýtir þeim í sundur. Þegar loftið er stöðugt kælt niður minnkar hreyfiorka sameindanna. Lækki lofthitinn nógu mikið kemur að því að sameindir sem rekast saman hafa ekki næga hreyfiorku til að slíta sig hver frá annarri; aðdráttarkraftarnir milli þeirra eru þá orðnir sterkari en hreyfiorkan og ná að halda sameindunum saman. Í vatni kallast þessir aðdráttarkraftar vetnistengi og eru þeir með sterkustu aðdráttarkröftum sem ríkja milli sameinda. Þegar fleiri og fleiri vatnssameindir í loftinu koma saman vegna þess að loftið kólnar, kemur að því að sameindirnar verða sjáanlegar sem vatn í vökvaham. Þegar efni í gasham fer í vökvaham, kallast það þétting (e. condensation).

Þetta er einmitt það sem gerist þegar ísköldu vatni er hellt í glas. Þá kólnar glasið sjálft og yfirborð þess kælir loftið sem umlykur glasið. Það hægist á hraða vatnssameindanna í loftinu við glasið, þær rekast á glasið og þjappast þar saman þar til nægilega mikið verður af þeim til að við sjáum þær sem vatn. Þétting vatns á glasinu sést enn fremur ef ísmoli er í vatninu, því þá kólnar glasið meira og hraðar og helst lengur kalt.

Við verðum oft vör við sama fyrirbæri undir öðrum kringumstæðum, til dæmis:
  • Þegar við opnum frysti, en þá myndast oft gufa næst frystinum. Kalt loft úr frystinum kælir þá heita loftið í kring sem verður til þess að vatnið í loftinu myndar fjölmarga, örlitla dropa sem þó eru nægilega stórir til að við sjáum þá.
  • Við myndun þoku. Þá hefur lofthitinn lækkað og vatnið í loftinu þéttist í örlitla dropa.
  • Þegar við öndum í miklum kulda. Þá mætir heitur andardrátturinn kalda loftinu, hann kólnar og vatnsgufan í honum þéttist í örlitla sýnilega dropa.
  • Hvíta rákin á eftir flugvélum. Þegar heita loftið úr hreyflum flugvélanna kólnar snögglega í háloftunum (þar er alltaf kalt) myndast vatnsdropar.

Heimildir og myndir:

Höfundur

Emelía Eiríksdóttir

efnafræðingur og starfsmaður Vísindavefsins

Útgáfudagur

13.1.2022

Spyrjandi

Kristinn Elí Gunnarsson

Tilvísun

Emelía Eiríksdóttir. „Af hverju setjast dropar utan á glas þegar köldu vatni er hellt í það?“ Vísindavefurinn, 13. janúar 2022. Sótt 12. ágúst 2022. http://visindavefur.is/svar.php?id=70726.

Emelía Eiríksdóttir. (2022, 13. janúar). Af hverju setjast dropar utan á glas þegar köldu vatni er hellt í það? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=70726

Emelía Eiríksdóttir. „Af hverju setjast dropar utan á glas þegar köldu vatni er hellt í það?“ Vísindavefurinn. 13. jan. 2022. Vefsíða. 12. ágú. 2022. <http://visindavefur.is/svar.php?id=70726>.

Chicago | APA | MLA

Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

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!

=

Senda grein til vinar

=

Af hverju setjast dropar utan á glas þegar köldu vatni er hellt í það?
Upprunalega spurningin var:

Af hverju verður glas blautt (rakt) að utan þegar kalt vatn er sett í það?

Andrúmsloftið er að langmestu leyti köfnunarefni og súrefni en önnur efni finnast þar líka, þar á meðal vatnssameindir. Þetta vatn ferðast um heiminn, gufar upp, myndar ský, fellur svo til jarðar sem rigning eða snjór, frýs stundum og þiðnar og gufar aftur upp. Vatnið fer sem sagt í fastan ham, vökvaham og gasham til skiptis eftir hitastigi í loftinu.

Rétt eins og hægt er að láta vatn á vökvaformi gufa upp með því að hita það, er hægt að snúa ferlinu við, kæla vatnsgufuna og endurheimta þannig vatn í vökvaham. Venjulega verðum við ekki vör við vatnið í loftinu þegar það er í gasham, þar sem við hvorki sjáum það né finnum af því lykt. Það eru hins vegar nokkrar vísbendingar í daglegu lífi sem minna okkur á að andrúmsloftið inniheldur vatn, til dæmis þegar dropar myndast á kældu yfirborði. Skoðum hvað gerist.

Þegar ísköldu vatni er hellt í glas kólnar loftið umhverfis glasið, vatnssameindir þess þéttast og mynda að lokum litla dropa á glasinu.

Sameindir í loftinu eru í gasham því hreyfiorka (e. kinetic energy) þeirra er sterkari en aðdráttarkraftarnir milli sameindanna; aðdráttarkraftarnir draga sameindirnar saman en hreyfiorka þeirra ýtir þeim í sundur. Þegar loftið er stöðugt kælt niður minnkar hreyfiorka sameindanna. Lækki lofthitinn nógu mikið kemur að því að sameindir sem rekast saman hafa ekki næga hreyfiorku til að slíta sig hver frá annarri; aðdráttarkraftarnir milli þeirra eru þá orðnir sterkari en hreyfiorkan og ná að halda sameindunum saman. Í vatni kallast þessir aðdráttarkraftar vetnistengi og eru þeir með sterkustu aðdráttarkröftum sem ríkja milli sameinda. Þegar fleiri og fleiri vatnssameindir í loftinu koma saman vegna þess að loftið kólnar, kemur að því að sameindirnar verða sjáanlegar sem vatn í vökvaham. Þegar efni í gasham fer í vökvaham, kallast það þétting (e. condensation).

Þetta er einmitt það sem gerist þegar ísköldu vatni er hellt í glas. Þá kólnar glasið sjálft og yfirborð þess kælir loftið sem umlykur glasið. Það hægist á hraða vatnssameindanna í loftinu við glasið, þær rekast á glasið og þjappast þar saman þar til nægilega mikið verður af þeim til að við sjáum þær sem vatn. Þétting vatns á glasinu sést enn fremur ef ísmoli er í vatninu, því þá kólnar glasið meira og hraðar og helst lengur kalt.

Við verðum oft vör við sama fyrirbæri undir öðrum kringumstæðum, til dæmis:
  • Þegar við opnum frysti, en þá myndast oft gufa næst frystinum. Kalt loft úr frystinum kælir þá heita loftið í kring sem verður til þess að vatnið í loftinu myndar fjölmarga, örlitla dropa sem þó eru nægilega stórir til að við sjáum þá.
  • Við myndun þoku. Þá hefur lofthitinn lækkað og vatnið í loftinu þéttist í örlitla dropa.
  • Þegar við öndum í miklum kulda. Þá mætir heitur andardrátturinn kalda loftinu, hann kólnar og vatnsgufan í honum þéttist í örlitla sýnilega dropa.
  • Hvíta rákin á eftir flugvélum. Þegar heita loftið úr hreyflum flugvélanna kólnar snögglega í háloftunum (þar er alltaf kalt) myndast vatnsdropar.

Heimildir og myndir:...