Massefylde er et begreb, der fortæller, hvor tungt et stof er (masse), i forhold til hvor meget det fylder (rumfang).
Hvis du forsigtigt hælder to væsker med forskellig massefylde sammen, vil den tungeste lægge sig nederst, og den letteste øverst, på grund af tyngdekraften.
Massefylde kan påvirkes af temperatur. Når man måler temperatur, måler man faktisk, hvor meget vandets molekyler og atomer bevæger sig: De bevæger sig meget ved høj temperatur og lidt ved lav temperatur. Molekylerne optager forskellig mængde plads, i forhold til hvor meget de vejer ved forskellig temperatur, og derved bliver massefylden forskellig.
Når du blander to væsker med forskellige temperaturer, vil energien fra den varme væske overføres til den kolde væske, så begge væsker bliver lige varme.
Forsøget skal give dig et billede af, at forskelle på massefylde i væsker kan betyde, at væsken (eller gassen) kommer i bevægelse. Fordi massefylden er afhængig af temperatur, vil vandet komme i bevægelse, hvis der er temperaturforskelle, og dermed overføre energi fra de varme områder til de kolde områder. Denne slags bevægelse kalder vi konvektion.
Forsøget er en del af Videnskabsklubbens forløb Materialefysik.
Denne video viser, hvordan konvektion kan skabe omrøring i vand. Du behøver ikke høre lyden eller se hele videoen.
I højre side er et apparat, der varmer vandet. I venstre side er der koldt. Vandet er tilsat små partikler af aluminium, så du kan se, hvordan vandet begynder at cirkulere af sig selv, når det varmes i den ene side og køles i den anden.
Konvektion som dette sker også i luften, og såkaldte ‘konvektionsstrømme’ har stor betydning for vejret omkring os. Konvektionsstrømme er nemlig en del af, hvad der driver den globale cirkulation i Jordens atmosfære.
Herunder får du en gennemgang af forsøget.
Du skal bruge:
- Vand
- En pakke køkkensalt
- Frugtfarve
- 2 glas
Opstil en hypotese:
Når man laver et forsøg, skal man opstille en hypotese. Din hypotese er, hvad du tror, der kommer til at ske i eksperimentet:
Hvad er tungest, tror du? Vand eller saltvand? Koldt vand eller varmt vand?
Hvordan ser glassets indhold ud, når man blander væskerne? Ændrer det sig?
Når du har lavet din hypotese, går du videre til forsøget og ser, om du havde ret i din hypotese eller ej.
Når forsøget er færdigt, kan du bruge noget tid på at tænke over, hvorfor du havde eller ikke havde ret.
Tip:
Det kan være svært at hælde de to væsker over i hinanden langsomt nok. Hvis væskerne ikke lægger sig oven på hinanden, så prøv igen!
Sådan gør du:
Vand og saltvand
- Først undersøger du massefylde og konvektion med vand og saltvand. Du starter med at fylde begge glas halvt med vand.
- Det ene glas skal laves til mættet saltvand. Dette gør du ved at hælde salt i vandet og røre rundt, så saltet opløses. Du kan se, at saltvandet er mættet, når der begynder at ligge salt på bunden af glasset, som ikke længere kan opløses.
- Tilsæt frugtfarve til glasset med saltvand.
- Forsigtigt hælder du saltvandet over i glasset med rent vand. Observer, hvordan den farvede væske lægger sig, og om den bevæger sig.
- Rens begge glas grundigt, så du er klar til det næste forsøg.
Varmt og koldt vand
- Nu skal du undersøge, hvordan temperatur påvirker massefylden af vand. Fyld det ene glas halvt med varmt vand og det andet med koldt vand.
- Tilsæt frugtfarve til det varme vand.
- Hæld forsigtigt det varme vand over i det kolde. Observer igen, hvordan den farvede væske lægger sig, og om den begynder at bevæge sig.