Hvordan flytter vi vann?

Vann har en utrolig bindekraft, og det betyr at vi kan flytte vann i alle retninger. Hør professor Søren Rud Keiding forklare vanskelighetene med vannstrømning og trykk.

Vi kan få vann til å bevege seg  i hvilken som helst retning. Det handler ofte om hvilke materialer  vi bruker, hvor mye energi vi trenger og til syvende og sist hvor praktisk  og dyrt det er å flytte vann.

Et selskap som Grundfos  er naturligvis svært interessert i å forstå disse grunnleggende  egenskapene ved vann. Det gjør at vi kan styre strømning og trykk når vi pumper flytende vann.

Å forsøke å komprimere flytende vann,  for eksempel når du skyver flytende vann er en av de virkelig fascinerende  egenskapene ved flytende vann for det er nesten umulig å  presse det sammen.

Hvis du går til havets bunn,  det dypeste stedet i havet 10 km under havoverflaten er vekten der nede av  vannet over deg på omtrent 10 000 tonn. Likevel er vannet bare  presset sammen noen få prosent. Komprimering av vann er altså  utrolig vanskelig.

Hvis det ikke var mulig å komprimere  vann i det hele tatt ville havoverflaten vært 50 meter  høyere over hele kloden. Egentlig er det til en viss  grad lettere å komprimere en stein enn å komprimere flytende vann. Et annet eksempel på vannets komprimerings- evne, som er veldig, veldig lav er vannstråleskjærere. Dette er små dyser der  vann sendes ut ved ekstremt høyt trykk. De er svært effektive til skjæring  av materialer med veldig rene kutt.

Og de fungerer faktisk bare fordi  flytende vanns komprimeringevne er så lav som den er. Pumpehøyde er et begrep som er  kjent for ingeniører verden over. Det er i utgangspunktet høyden på  vannsøylen som kan pumpes. Og dette er faktisk et  interessant vitenskapelig spørsmål som er sterkt debattert i  forskningslitteraturen for tiden. Man er uenig i bakgrunnen  for vannets pumpehøyde.

Noen sier at det hovedsakelig skyldes  atmosfærisk trykk og tyngdekraft og andre sier at det må være flytende vanns bindekraft - det faktum at flytende vann faktisk er  svært kraftig forbundet med seg selv. Så hvis du vil heve flytende vann,  må du forstå hydrogenbinding.

Også her er hydrogenbindinger  nøkkelen til å forstå hvorfor vann har disse  usedvanlige egenskapene og spesielt hvorfor bindekraften  i flytende vann er så høy. Så om du skyver vann, komprimerer vann,  pumper vann trekker vann eller koker vann så dreier alt seg om hydrogenbindinger  og hvor mye energi som brukes. Hvis du trekker opp  en vannsøyle- - er vannets bindekraft, eller vannets kohesjon avhengig av hydrogenbindingen og  hvor mye energi som går med til å bryte med disse  hydrogenbindingene.

Energien som brukes til å bryte ned  hydrogenbindingen, er faktisk den samme som brukes til å få en væske til å koke. Å koke en væske og  fordampe den vil i utgangspunktet si å bryte ned hydrogenbindinger. Når vi studerer vann studerer vi altså hvor mye energi  det krever å bryte ned hydrogenbindingen. Når vi vet det, vet vi også hvor mye energi som trengs for å få vannet til å koke. 

Kursoversikt

Moduler
Moduler: 6
Gjennomføringstid
Gjennomføringstid: 30 minutter
Vanskelighetsnivå
Vanskelighetsnivå: Middels