Sendu inn spurningu

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!

=

Af hverju myndast hringlaga ský þegar flugvélar brjóta hljóðmúrinn?

Upphafleg spurning var sem hér segir:
Hver er ástæðan fyrir því að hringlaga ský virðist myndast þegar flugvélar brjóta hljóðmúrinn?

Yfirleitt er nokkur raki (vatnssameindir) í öllu lofti í náttúrunni. Þessi raki er í gasham sem kallað er og er með öllu ósýnilegur. Hann er kallaður vatnsgufa (e. steam) en það orð er þó oft líka notað um vatnsúða. Þegar við sjáum straum út um stút á katli er ósýnileg vatnsgufa næst stútnum en lengra frá honum hefur hún kólnað nægilega til þess að örsmáir vatnsdropar myndast og halda áfram burt frá katlinum. Þetta köllum við vatnsúða (e. vapor, vapour).

Við tiltekin skilyrði getur aðeins verið tiltekið hámarksmagn af vatnsgufu í ákveðnu rúmmáli lofts. Þegar þessu magni er náð er talað um að loftið sé mettað eða við daggarmark. Hiti og þrýstingur eru helstu atriðin sem hafa áhrif á þetta. Kalt loft getur haldið í sér minni vatnsgufu en heitt. Þegar heitt loft kólnar endar það þess vegna með mettun; vatnið í því fer að þéttast og mynda vatnsúða, það er að segja örsmáa sýnilega dropa sem ýmist rjúka burt eða falla til jarðar. Það er einmitt þetta sem gerist þegar ský myndast í lofthjúpnum og skila jafnvel vatnsdropunum til jarðar sem rigningu.

Þrýstingur í tilteknu loftmagni er tengdur bæði rúmmáli þess og hita. Ef einangraður loftmassi þenst skyndilega út kólnar hann. Ef kólnunin nær niður fyrir daggarmark þéttist vatnið í honum og dropar myndast.

Þessi mynd sýnir úðastrókana frá nútíma farþegaþotu af gerðinni Airbus 340-313x. Strókarnir koma greinilega frá hreyflunum fjórum.

Í dæminu um hraðsuðuketilinn hér á undan sjáum við þetta gerast fyrir augunum á okkur í eldhúsinu. Við sjáum þetta líka þegar við lítum til himins í björtu veðri og sjáum hvítu rákirnar sem myndast þegar þotur fljúga yfir. Þotur voru í fyrstu kallaðar „þrýstiloftsflugvélar“ á íslensku og það er lýsandi heiti því að þær sjúga að sér loft og þrýsta því síðan frá sér með miklum krafti. Þotuhreyfillinn þrýstir einnig frá sér hvers konar gastegundum sem myndast við brunann í honum, þar á meðal vatnsgufu. Allt þetta loft þenst út og kólnar og getur mettast þannig að rakinn þéttist eins og í skýjum. Sömuleiðis getur loftraki þést kringum vængenda, hreyfilspaða og brúnir á skrokki flugvéla vegna lofthvirfla sem myndast þar, og þarf þá ekki þotu til.

Hér sjáum við úðastróka (e. contrails) frá sprengjuflugvélum af gerðinni B-17 yfir Evrópu á árinu 1944. Takið eftir að þessar vélar eru ekki þotur og strókarnir virðast ekki endilega koma frá hreyflunum.

Þegar þota fer hraðar en hljóðið í lofti verða miklar og snöggar þrýstingssveiflur við stafn höggbylgjunnar sem myndar keilu út frá hlutnum eins og myndin sýnir. Í bylgjudölunum þar sem þynning loftsins er mest kólnar það nóg til að rakinn í því þéttist og við sjáum keilulaga „væng“ út frá þotunni að aftan. Þegar lengra dregur frá henni dofna þessar sveiflur og duga þá ekki lengur til að þétta rakann. Þess vegna nær vængurinn aðeins út í takmarkaða fjarlægð frá hlutnum, samanber myndina.

Gufukeila (e. vapour cone) frá orustuflugvél af gerðinni A F/A-18F sem flýgur hér hraðar en hljóðið.

Frekara lesefni:

Myndir:

Útgáfudagur

7.12.2017

Spyrjandi

Almar Heimir Jóhannsson

Höfundur

Þorsteinn Vilhjálmsson

prófessor emeritus, ritstjóri Vísindavefsins 2000-2010 og ritstjóri Evrópuvefsins 2011

Tilvísun

Þorsteinn Vilhjálmsson. „Af hverju myndast hringlaga ský þegar flugvélar brjóta hljóðmúrinn?“ Vísindavefurinn, 7. desember 2017. Sótt 13. desember 2017. http://visindavefur.is/svar.php?id=74724.

Þorsteinn Vilhjálmsson. (2017, 7. desember). Af hverju myndast hringlaga ský þegar flugvélar brjóta hljóðmúrinn? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=74724

Þorsteinn Vilhjálmsson. „Af hverju myndast hringlaga ský þegar flugvélar brjóta hljóðmúrinn?“ Vísindavefurinn. 7. des. 2017. Vefsíða. 13. des. 2017. <http://visindavefur.is/svar.php?id=74724>.

Chicago | APA | MLA

Sendu inn spurningu
eða

Vísindadagatalið

Leiklist

Hægt er að rekja þróun vestrænnar leiklistar og leikritunar til Forngrikkja. Uppruni grískrar leiklistar er á huldu en sennilega varð leiklistin til um miðja 6. öld f.Kr. Leikrit Grikkja voru af þrennu tagi: harmleikir, bukkaleikir (eða satýrleikir) og skopleikir. Gríski heimspekingurinn Aristóteles hélt því fram að það væri manninum eðlislægt að herma eftir öðrum.