keskiviikko 6. tammikuuta 2016

Aqua jacta Est ; Eli Pakkaspäivän ratoksi


Ulkona oli merkittävän kylmä. Tämän vuoksi kävin heittämässä kiehuvaa vettä ilmaan. Tämä oli tärkeää, koska halusin että vesi jäätyy. Ja jos vesi ei kiehu, se ei ehdi jäätyä. Tämä on tietenkin trendi. Trendi joka on siitä ymmärrettävä, että kun ulkona on riittävän kylmä, niin sinne ei tee mieli mennä. (Minulla on ihmisiä Kemin suunnalla ja sanovat että ulkona illalla ei näy ketään. Kadut ovat yhtä autioita kuin aina ennenkin. Edes mitään Soldiers of Olveja ei näy. Ainoastaan kolme japanilaisturistia. Joka kertonee jotain siitä miten vierasmaalaiset ovat valloittaneet maamme.)

Osa niistä on huomattavasti taiteellisempia tai ainakin suureellisempia kuin vaatimaton oma videoni.

Kiehuvan veden heittäminen on siitä hienoa, että se muuttuu heti "lumeksi". Huoneenlämpöinen vesi ei ehdi tehdä samaa. Se ei muutu lumeksi ilmaan heitettynä. Tämä on täysin epäintuitiivista. Mutta toisaalta fysiikka ei ole intuitiivista ; Veden kohdalla toimii ns. Mpemba effect. Siinä on havaittu että lämmitetty vesi muuttuu kylmässä nopeammin kiinteäksi kuin viileämpi vesi. Tämä ällistyttää jossain määrin fyysikoita. (Ilmiö voi johtua siitä että kuumaan nesteeseen liukenee kaasuja jotka vaikuttaisivat jäätymisominaisuuksiin. Tai siihen että jää on eriste ja kuuma vesi lähtee jäätymään eri tavalla kuin viileämpi.) Ja minua. Koska johan sitä sanoo järkikin että jos vesi on 40 -asteista niin se joutuu jäähtymään 20 -asteiseksi ennen kuin se jäähtyy tätä kylmemmäksi. Joten 20 -asteinen vesi olisi tässä väkisin edellä. Mutta fysiikka on jostain syystä erimielinen. (Efekti on siitä jännittävä että jo Aristoteles on maininnut siitä tosiasiana.)

Jäätymistempussa syynä on kuitenkin yksinkertaisempi asia ; kosketuspinta-ala. Kiehuva vesi on lähempänä höyrystymistä kuin huoneenlämpäinen. Höyryssä vesi on hyvin pieninä osasina joten niiden ympärillä on paljon kosketuspintaa ilmaan. Heittämiseen vaikuttaa sekin että heittäminen paiskoo vettä leveälle, jolloin mahdollisimman suuri osa on kosketuksissa ilmaan. Siksi sama efekti ei tapahdu jo kupissa. Muutoin efekti on hieman kuin lentokoneiden tiivistymisvanoissa.

Onkin hyvä huomata, että jos vettä ei heitäkään vaan vaikkapa valuttaa sitä varovaisemmin, se synnyttää lumiefektiä. Kuitenkin tässä yritelmässä tulin kaataneeksi kuumaa vettä kengälleni. Ja tämä vesi oli hyvin kuumaa. (En osaa tehdä mitään ilman onnettomuuksia ; Kaikesta näkee että olen ninja.) Toisin sanoen valuttaessa kuumaa vettä on hyvin kuuma alue josta "irtautuu" pakkasen puolella olevaa jäähilettä. Tämä onnistui kohtuu hyvin koska ulkona oli tuulista. (Yritin jäädyttää saippuakupliakin, mutta tästä ei tullut oikein mitään kun kuplat karkasivat.)

2 kommenttia:

Nyreä kirjoitti...

Mielenkiintoinen ilmiö tuo kuuman veden muuttutminen jäähileiksi. Olisikohan tosiaankin syynä kuuman veden pienempi pintajännitys; seurauksena pienemmät ja samalla kevyemmät pisarat, mitkä sitten ilmassa jäätyvät helpommin.

Kaasun liukenemisesta taas; että ilmaa taitaa liueta kylmään veteen paremmin kuin kuumaan. Sen huomaa ilmakuplista, mitä syntyy veteen lämmitettäessä - siis jo ennen varsinaista kiehumista.

Tuomo "Squirrel" Hämäläinen kirjoitti...

Kiitos kommentistasi.

Viskositeetilla on varmasti paljon merkitystä sen kanssa "miten leviälle menee". Joten aivan varmasti on merkitystä. En vaan rehellisesti ottaen tunne veden viskositeettiominaisuuksia yhtään.

Liukenemismääristäkään en osaa sanoa. Sen verran vain että Mbemba -ilmiössä (jonka tiedän lähinnä koska se on niin epäintuitiivinen ja outo juttu.) on kaasujen liukenemiseroa pidetty merkittävä. Intuitio sanoo minulla, että kuumaan menisi enemmän. Sama intuitio sanoo että kiehuminenkin on tilastollinen ilmiö joten voisi olla kaasuuntunutta vettäkin. Intuitio ei tosin merkitse näissä asioissa yleensä mitään, joten ei tästä sen enempää. Valitettavasti minun tunteeni eivät ole evidenssiä koviin tieteisiin.