Experimentarkivet

Roliga och enkla experiment för barn och vuxna.

Kolsyreisen och skriket

Lägg ett mynt på kolsyreis (torris) och hör hur isen skriker. Det här experimentet handlar om aggregationstillstånd och ljud.

Gilla:		Dela:

Film

Det här behöver du

Kolsyreis (även kallat torris eller koldioxidis) - Googla på det inköpsställe som ligger närmast dig. Både kaka och pellets går bra.
1 st handduk
1 st mynt
Säkerhetsutrustning: 1 st handske eller tång

Varning!

Dessa risker finns:

Koldioxids fryspunkt är -78,5 °C, men koldioxidis kan vara mycket kallare än så. Då finns risk för frysskador vid kontakt med huden. Att ta i rök eller bubblor som bildas med hjälp av koldioxidis är dock okej.
Koldioxidis sublimerar (övergår från fast form till gasform) i vanliga temperaturer och ger upphov till en stor mängd koldioxidgas. Ha god ventilation vid hantering och lagring, eftersom koldioxidgas annars kan putta bort den luft som finns. Då finns risk för dåsighet, huvudvärk eller i allra värsta fall medvetslöshet eller kvävning. Använder du bara en kaka koldioxidis behöver du dock inte oroa dig om du har normal ventilation.
Lägg aldrig koldioxidis i en sluten behållare. Då finns risk för explosion när isen sublimerar.

Vidta därför följande säkerhetsåtgärder:

Ta inte i koldioxiden med händerna.
Se till att ha mycket god ventilation.
Öva på vad ni ska göra om någon skadas av koldioxid:
- Inandning: Flytta ut i friska luften. Kontakta om nödvändigt läkare.
- Hudkontakt: Vid kylskada spola med vatten i minst 15 minuter. Använd sterilt förband. Kontakta läkare omedelbart.
- Ögonkontakt: Vid kylskada spola med vatten i minst 15 minuter. Använd sterilt förband. Kontakta läkare.
- Förtäring: Kontakta läkare.

Steg 1

Lägg kolsyreisen på handduken.

Steg 2

Lägg myntet på isen. Du kanske behöver trycka myntet mot isen. Använd handske eller tång.

Steg 3

Hör hur myntet börjar vibrera!

Kort förklaring

Koldioxidis övergår direkt från fast form till gasform i rumstemperatur. När du trycker metall mot isen snabbas denna process på. Myntet trycker på, och gasen från isen trycker ifrån, vilket resulterar i vibrationer.

Lång förklaring

Varje ämne kan befinna sig i olika tillstånd med distinkta egenskaper. Dessa olika tillstånd kallas aggregationstillstånd. Fast form, flytande form och gasform är de tre aggregationstillstånden man stöter på i sitt vardagliga liv. Sedan finns några fler som finns vid extremt höga eller låga temperaturer, till exempel plasma, Bose-Einstein-kondensat och kvark-gluon-plasma.

Vid fast form är dess partiklar (atomer, joner eller molekyler) tätt packade och sitter fast i varandra. Vid flytande form är de fortfarande nära varandra, men kan röra sig i förhållande till varandra. Vid gasform har de slitit sig helt från varandra. Det som bestämmer vilket aggregationstillstånd ett ämne har är tryck och temperatur. Vid högt tryck och/eller låg temperatur är ett ämne fast, och vid lågt tryck och/eller hög temperatur är ett ämne i gasform.

När finns alltid ett ord för när ett ämne övergår från ett aggregationstillstånd till ett annat:

Smältning: fast → flytande
Sublimering: fast → gas
Förångning: flytande → gas
Kondensation: gas → flytande
Deposition: gas → fast
Stelning: flytande → fast

Under normala tryck övergår koldioxid direkt från gasform till fast form (deponerar) och vice versa (sublimerar). Detta sker vid 78,5 °C. Flytande koldioxid kan bildas vid tryck som är 5,1 atm och högre. Koldioxidis kallas även torris, på grund av att det inte smälter utan sublimerar i stället.

Anledningen till att koldioxid "hoppar över" sin flytande form och sublimerar/deponerar är att molekylen är helt symmetrisk och därmed inte en dipol. Detta gör att den endast hålls ihop av svaga van der Waals-bindningar (och inte även dipolbindningar som vatten). Så fort de får tillräckligt rörelseenergi för att frigöra sig från varandra gör det de helt.

Koldioxid som gas är i låga koncentrationer luktlös. I högre koncentrationer luktar den dock surt. Gasen är alltid färglös. Densiteten av koldioxidgas är 1,67 gånger så hög som luft, vilket betyder att den kan "rinna" ner över bordskanten och lägga sig nere vid golvet.

Ett mynt består av metall och metall leder värme bra. Myntet leder värme från luften till isen. Därför sublimerar isen snabbt när det kommer i kontakt med myntet. Koldioxidgas lyfter myntet och myntet faller av gravitationen ner igen. På så sätt vibrerar det och slår mot isen, vilket leder till att ljud skapas.

Vibrationen av myntet mot isen fortplantar sig till luften. Luften börjar också vibrera. När isen eller myntet trycker sig in luften trycks luften framför ihop (partiklarna packas tätare). När isen eller myntet svänger tillbaka blir luften åter tunnare. Dessa växelvisa förtätningar och förtunningar sprids i luften som vågor. När ljudvågen träffar dina öron hör du ljudet.

Experimentera

För att göra denna undersökning till ett experiment kan du försöka besvara någon av nedanstående frågor. Glöm inte att förklara resultatet. Du kan även försöka svara på frågorna genom att diskutera i stället för att experimentera.

Vad händer om du trycker hårdare?
Vad händer om du använder andra metallföremål?
Vad händer om du använder trä- eller plastföremål?
Vad händer om du lägger en isbit mellan två mynt?
Vad händer om du lägger en hel iskaka ovanpå 10 mynt?

Varianter

Det finns många andra sätt att få isen att skrika. Tryck isen mot något varmt och/eller något som leder värme bra. Det kan räcka med att lägga ett isblock på en porslinstallrik. Annars kan du trycka exempelvis en hammare eller en metallsked mot isen.

En rolig variant är att trycka ett mynt på högkant in i en kaka kolsyreis. Då bildas en skåra som myntet står och vibrerar i.

Gilla:		Dela:

Liknande