Hva skjer når man suger vann loddrett opp 9,81 m?

[TomHol]

Når man suger vann opp over 9,81M (rent vann så 1l = 1kg) så blir tyngden på vannet  for stort til at sugetrykket klarer å holde vannet lenger, og vannet "revner"/ splittes. (Dårlig forklart sikkert) 

Når man suger så danner man eit vacum som drar vannet etter seg, men på 9,81M så oppstår det eit skille mellom vacumet og vannet.

Spørsmålet mitt er: hva oppstår der vannet "revner"/splittes? 

[sedsberg]

Du kan da ikke lengre suge opp mer vann. Det bare stopper.

Det er ikke du som "suger" opp vannet. Det er atmosfæretrykket som presser det opp. Uansett hvor mye du suger så kan du ikke få mindre enn 0 bar. Og atmosfæretrykket er ca. 1 bar.

Endret 8. desember 2023 av sedsberg

[Inspector]

TomHol skrev (26 minutter siden):

Når man suger vann opp over 9,81M (rent vann så 1l = 1kg) så blir tyngden på vannet  for stort til at sugetrykket klarer å holde vannet lenger, og vannet "revner"/ splittes. (Dårlig forklart sikkert) 

Når man suger så danner man eit vacum som drar vannet etter seg, men på 9,81M så oppstår det eit skille mellom vacumet og vannet.

Spørsmålet mitt er: hva oppstår der vannet "revner"/splittes? 

Du må nok bytte til trykkpumpe som kan heve vannet mye høyere enn 9,81 meter

[Aetius]

Glem 9,81, du blander det nok med tyngdeakselerasjonen.

En atmosfæres trykk kan holde en vannsøyle på 10,3 meter. Litt upraktisk pga lengden, men noen av de første målingene av luftrykk ved bakkenivå ble gjort slik. Derfor gikk man over til en tettere væske, dvs kvikksølv, som er hvor man har trykkenheten mm Hg fra.

En atmosfæres trykk er ca lik 760 mm Hg.

Mer info: https://www.mn.uio.no/ibv/tjenester/kunnskap/plantefys/leksikon/v/vannpotensial.html

«Dette betyr at en sugepumpe som arbeider ved atmosfæretrykk ikke kan løfte vann høyere enn 10.3 meter.»

Endret 8. desember 2023 av Aetius

[bshagen]

Hvis det blir vakuum så vil vannet koke vekk, ville jeg tro

 

Endret 8. desember 2023 av bshagen

[MailMan13]

Vannet "revner" når trykket i røret blir lavt nok til at vannet når kokepunktet sitt. Tomrommet fylles da av vanndamp. Trykket i røret på det punktet vil være bestemt av temperaturen til vannet.

[lada1]

On 8.12.2023 at 11:23 AM, MailMan13 said:

Vannet "revner" når trykket i røret blir lavt nok til at vannet når kokepunktet sitt. Tomrommet fylles da av vanndamp. Trykket i røret på det punktet vil være bestemt av temperaturen til vannet.

Slik kan man lage et snedig (dog stort) termometer.

[Aetius]

8 hours ago, lada1 said:

Slik kan man lage et snedig (dog stort) termometer.

Mest barometer, siden den største påvirkningen vil komme fra det utvendige lufttrykket.

[Tronhjem]

TomHol skrev (På 8.12.2023 den 9:42 AM):

Når man suger vann opp over 9,81M (rent vann så 1l = 1kg) så blir tyngden på vannet  for stort til at sugetrykket klarer å holde vannet lenger, og vannet "revner"/ splittes. (Dårlig forklart sikkert) 

Når man suger så danner man eit vacum som drar vannet etter seg, men på 9,81M så oppstår det eit skille mellom vacumet og vannet.

Spørsmålet mitt er: hva oppstår der vannet "revner"/splittes? 

Det som vil skje i dette tilfellet er at vannmolekyler vil gå over fra væskefase til gassfase (bli til vanndamp).

I væskefase vil vannmolekyler bindes til hverandre av en type kjemisk binding som kalles hydrogenbindinger som holder de samlet med bevegelige i en masse (i is holdes de smmen ubevegelig). Vannmolekyler i vannets overflate som får stor nok bevegelsesenergi  til å overkomme hydrogenbindingens tiltrekning vil kunne "stikke av" og gå over i gassfase hvor de "flyr" fritt uten nevneverdig binding til hverandre. 

Svaret på ditt spørsmål er derfor at det oppstår "frittstående" vannmolekyler i gassfase (bedre kjent som vanndamp). 

 

Tilfeldige bevegelser og kollisjoner mellom vannmolekylerne i vannfasen gjør at det blir en fordeling av bevegelsesenergien til vannets molekyler. Noen "dyttes" av flere vanmolekyler samtidig og får høy bevegelsenergi, mens andre kollidere slik at de avgir mye av sin energi og får lav bevegelsenergi. Dette betyr at noe vanndamp vil dannes over en vannflate og til og med en isflate. Selv i en fryser på -18 °C er det en målbar fordamping fra is.   

En annen faktor som spiller inn er temperaturen. Jo varmere vannet er, desto høyere gjennomsnittlig bevegelsesenergi får vannmolkeylene som igjen betyr at relativt flere av dem får høy nok bevegelsesenergi til å gå over i gassfase (dette er kun en meget tungvint måte å si at det damper av mer vann jo varmere vannet blir). 

I tillegg kommer at vannmolekyler som går over i gassfase må i tillegg til å ha nok bevegelsenergi til å bryte hydrogenbindinene som holder de i vannfasen også ha nok energi til å kunne "skyve" unna ovenforliggende luft og skape seg en "plass" i luftmassen. 

Legger vi sammen alt dette får vi at det vil alltid være noe fordamping av vann fra en vannfase og at mengde vann som damper av vannets overflate vil øke gradvis med økende temperatur helt til at vanntemperaturen er høy nok til at vannmolekylenes gjennomsnittlige bevegelsesenergi er stor nok til å bryte hydrogenbindingene som holder sammen vannet og til å "skyve unna" ovenforliggende gass/luft. Ved denne temperatur vil vannet koke. 

Legg merke til at temperaturen der vannet vil begynne å koke påvirkes av gasstrykket over vannet. Ved 1 atmosfæres trykk er kokepunktet ved 100 °C, mens ved ca. 0,005 atmosfærers trykk er kokepunktet på 0 °C. 

Så det som vil skje er at hvis du senker et 15 meter langt glassrør loddrett ned i vann, tetter den øvre åpningen og begynner å løfte det (vertikalt) ut av vannet er at du vil se at det dannes en gassfase over vannsøylen som vokser hurtigere jo mer du løfter opp glassrøret og at vannet i vannsøylen vil begynne å koke lenge før du får løftet vannsøylen høyt nok til å skape et vakuum i toppen av søylen. Det vil m.a.o. ikke være mulig å danne et vakuum fordi vannet vil dampe va og etterhvert koke lenge før man når ned i så lave omgivelsestrykk. 

 

 

Endret 4. april av Tronhjem