Kemifrågor

Ställd av Anna Ekman 2020-01-13

Fråga: Varför är is kallt?

Svar:

Hej Anna,
Det är bra frågor.

Det vi upplever som "kyla" är avsaknad av värme, på samma sätt som "mörker" är avsaknad av ljus.

Om man tillför värmeenergi rör sig molekylerna mer och snabbare.

När vatten blir till ånga har rörelsen blivit så stor att molekylerna sliter sig loss från varandra (när de går från is till vatten sliter de sig loss bara till dels; de är fortfarande nära varandra, men rör sig mer, och på ett mer oordnat sätt, än i is).

Is känns kall för att den tar värme från vår hud. Värmen från huden får isen att smälta. Det går åt värmeenergi för att smälta is, och ännu mer för att omvandla vatten till ånga; därför kyls vi ner när svetten dunstar, t.ex.

När vatten fryser till is beror det på att man för bort värme från vattnet, så att molekylerna rör sig snabbare. Man kan inte tillföra kyla, eftersom kyla bara är avsaknad av värme (på samma sätt kan man inte ha en ficklampa som sänder ut mörker).

Om man inte tillför någon värme har allting temperaturen 0 K. Man skulle kunna säga att det är ett grundtillstånd. Men eftersom det mesta runt omkring oss har en högre temperatur, och temperaturen (värmeenergi) tenderar att utjämnas mellan föremål, kommer saker på jorden att ha en väsentligt högre temperatur än 0 K. Värme förs spontant från en varm kropp till en kall.

Värmen på jorden kommer främst från solens strålning och från jordens varma innandöme (fortfarande varmt efter flera miljarder år).

Kall luft på jorden är kall för att den kylts ner i kallare delar av planeten, t.ex. vid polerna, över hav, på natt-sidan av planeten etc. T.ex: En varm vårmorgon värms luften över land först, stiger uppåt, och kallare luft över havet drar in över land. På kvällen, och hösten, kan havet oftare vara varmare än land.

I kall luft rör sig molekylerna långsammare än i varm luft.

Jag hoppas det svarar på dina frågor.

Vänligen,
Leif Hammarström


Ställd av Andreas Tillberg 2019-10-30

Fråga: På dagens fikarast berättade en kollega att varmt vatten fryser fortare än kallt vatten. Kan detta stämma, och vad beror det i så fall på?

Svar: Det stämmer faktiskt och har till och med ett namn: Mpemba-effekten, döpt efter en dåvarande skolelev i Tanzania (som blev forskare) som observerade effekten på en skolklass på 60-talet, och som ledde till att den undersöktes och bekräftades experimentellt. Effekten hade dock även observerats långt tidigare, men det gick inte att bevisa experimentellt tills senare.

Exakt vad som ligger bakom fenomenet är fortfarande omdebatterat, och jag tror att det fortfarande inte finns något definitivt svar varför det blir så. Många olika möjliga orsaker (som skulle kunna samverka också) har föreslagits, inkl. avdunstningseffekter, underkylning, ändringar i vätebindningar och organisationsstrukturer mellan vattenmolekylerna m.m.

Läs mer: