Merkillinen lämpölaite

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Tämä ei varmaan mitään kovin mystistä loppujen viimeksi sisällä, mutta kertokaas toki mistä on kyse.

Ostin hintaan 2€ S-marketista söpön sydämenmuotoisen pienen muovisen tyynyn/pussin, jonka sisällä on noin puoli desiä punaista geelimäistä ainetta ja metallilätkä, jossa on ristin muotoinen leikkaus keskellä. Lätkä on taivutettu siten, että kun sitä vääntää, se "napsahtaa" toiselle puolelle kaarevaksi. Tällöin geeli alkaa kovettua jähmettymisrintaman edetessä noin 1cm/s ja samalla lämpenee voimakkaasti pysyen lämpimänä kymmeniä minuutteja. Mikä merkillisintä, keittämällä tyynyä hetken aikaa tilanne palautuu alkuperäiseksi ja vehje voidaan uusiokäyttää. Mitä on tämä aina ja mitä tapahtuu? Onko kyseessä paineaallon aikaansaama kemiallinen reaktio?

Kommentit (6)

Vierailija

Pussin sisällä on siis natriumasetaattia(väritöntä, eli punainen väri on vain väriainetta), joka on ylikylläisessä tilassa nesteenä. Metallilevyä napsauttaessa neste saa pienen napautuksen, jolloin ylikylläinen tila purkautuu ja neste kiinteytyy. Ihan fysiikan lakien mukaan jähmettyminen luovuttaa energiaa(natriumasetaatin tapauksessa suhteellisen paljon ja nopeasti) lämpönä.

Keitettäessä aine taas sulaa, mutta ei jäähtyessään kiinteydy uudelleen ennenkuin neste saa "virikkeen", aloituspisteen kiinteytymiselleen. Ilmiö on vastaava mm. jäätävän sateen kanssa. Sama asia kuin tuttu ilmiö pakastimessa olleesta vesi(tai olut-)pullosta joka kalahtaa jäähän pulloa avatessa.

Vierailija

Nimi ilmiölle on alijäähtyminen. Eli nesteen jäätymispiste on korkeampi, kuin nykyinen lämpötila, mutta yksittäiset molekyylit eivät lämpöliikkeen tiputtua jäätymispisteen alle olekaan vielä "liittyneet" yhteen muodostaakseen kiinteän aineen, vaan aine pysyy nesteenä.

Tällöin tarvitaan vain pieni napaus tai muu fyysinen impulssi, joka saa molekyylit yhteen ja jäätyminen alkaa käyttäen näitä yhteenliittymiä keskuksina, joiden ympärille kristallimuodostus syntyy. Ilmiö voi olla erittäin nopea.

Yleensä veden tai oluen tapauksessa alijäähtyminen johtuu aineen puhtaudesta, eli kauppa olut on suodatettu niin hyvin, ettei siinä ole riittävästi mikrohiukkasia, jotta jäätyminen voisi alkaa niiden ympärille. Tällöin vesipohjainen neste voi pysyä nesteenä jopa -10° lämpötilassa, jäätyen välittömästi, jos molekyylejä häiritään fyysisesti.

Vierailija

Asia ei liity millään tavalla jäätymiseen tai alijäähtymiseen, natriumasetaatin kiteytyessä vapautuu lämpöä.

bosoni
Seuraa 
Viestejä2704
Liittynyt16.3.2005
fenomenologi
Asia ei liity millään tavalla jäätymiseen tai alijäähtymiseen, natriumasetaatin kiteytyessä vapautuu lämpöä.



Samasta fysikaalisesta reaktiosta on kyse kuin jäätymisessä ja alijäähtymisessä.

Jos sorruin (taas) virheeseen, niin tukka varmaan vain oli silmillä, kuten kuva osoittaa...

Vierailija

Ylikylläinen tila purkautuu eräänlaisen "aktivoitumisenergian" ylittyessä. Se siis ikäänkuin tönäistään pienen kynnyksen yli ja aine hakee välittömästi alemman energiatilan. Samalla se vapauttaa lämpöenergiaa. (huh kuullostaa ihan new age pälätykseltä, mutta näitä sanoja tosiaan käytetään fysikaalisessa kemiassa) Samankaltainen tilanne tilee vastaan myös alijäähtyneellä tai ylikuumalla vedellä. Pieni tärähdys saa aikaan nopean olomuodonmuutoksen. Myös likapartikkelin lisääminen nesteeseen antaa sille kiteytymis- tai kiehumisytimen, josta aloittaa olomuodonmuutos. Ennen tuota "häiriötä" neste on epävakaassa tasapainotilassa. Tila purkautuu ja systeemi löytää uuden tasapainotilan alemmalta energiatasolta, joka tavallisesti on myös vakaa.

Vierailija

Kyllä tämä sama ilmiö tunnetaan ja on tärkeä tuntea esimerkiksi valimoissa metallin jähmettymisessä ja lämpökäsittelyissä halutun tuloksen aikaansaamiseksi.

Uusimmat

Suosituimmat