Julgranskulor, champagnerök och stearinljus
Årskurs: 7-9, Gymnasiet
Ämnesområde: Energi, Ljus och ljud, Våglära och optik
När jordekorren Puff i Kalle Ankas jul speglar sig i en julgranskula borde han se en förminskad, och inte en förstorad, bild av sig själv. Temperatursänkningen i koldioxidmolnet som lämnar en nyöppnad champagneflaska ligger på över 100 grader Celsius. Veken till ett stearinljus är nästan aldrig rak. Det är några saker som lyfts fram i dessa tre jul- och nyårsinspirerade experiment.
Spegelbild i julgranskula
När man tittar i en konvex spegel (buktar mot betraktaren) eller konkav spegel (buktar från betraktaren) ser man en förvrängd bild av sig själv. För att illustrera en konvex spegelbild kan man till exempel använda en julgranskula som i filmen med Musse Pigg, Pluto, Piff och Puff i Kalle Ankas jul.
Fel av tecknaren
När Puff tittar i kulan ser han en förstorad bild av sig själv - men filmtecknaren har gjort lite fel här. Visserligen borde Puffs nos se stor ut i förhållande till resten av hans huvud men som helhet ser man en förminskad bild av sig själv i konvexa speglar.
Prova med julgranskulor och jämför med konvexa och konkava speglar om ni har sådana. Annars kan ni spegla er i fram-och baksidan av en sked. Ju större skeden är ju lättare är det att se spegelbilden. In- och utsidan av kastruller kan också fungera som böjda speglar.
Champagnerök
När man öppnar en champagneflaska kan man se lite rök sakta stiga ur flaskhalsen. Det behöver inte vara äkta champagne för att man ska se fenomenet. Det duger med mousserande vin eller cider med ”champagne”-kork.
Trycket inne i flaskan är högt och då korken lossnar trycks koldioxid, det vill säga själva bubblet, ut. Koldioxiden expanderar mycket snabbt och blir då mycket kall. Kylan gör att vattenånga i luften fryser till is och bildar ett litet moln av iskristaller som ser ut som rök.
Adiabatisk expansion
Lite mer detaljerat: Expansionen av gas utanför flaskan är adiabatisk vilket innebär att gasen (koldioxiden) inte hinner få någon energi av omgivningen under sin expansion. Gasen utför ett arbete då den expanderar eftersom den knuffar undan luften som fanns utanför flaskmynningen. Energin som krävdes för detta tas från gasen och då kyls den ned kraftigt.
I boken ”Kring flaskor och fysik” av Hans-Uno Bengtsson och Misha Billing har den förre räknat ut att temperatursänkningen i koldioxidmolnet faktiskt är över 100 grader Celsius!
Stearinljus
Till sist en film om stearinljus av Brady Haran vid Nottinghams universitet (UK): Candles at Halloween - Periodic Tables of Elements
Lägg speciellt märke till den intressanta observationen att veken alltid är böjd. Barn och vuxna som ritar stearinljus ritar oftast veken rak men så är det alltså nästan aldrig.
Ett bra exempel, tycker vi, på hur svårt det är att göra observationer av vardagsföreteelser. Man tänker inte på att den inre bild man har (rak veke) kolliderar med verkligheten (böjd veke).
(Skapat av Per Beckman och Carina Fasth.)