Få glasset til at drikke

Her på Videnskab.dk kan du lære, hvordan du kan gøre byturen sjovere og samtidig tjene en lille skilling ved at udføre små videnskabelige bar-tricks. (Foto: Colourbox)

En sjov tryllekunst kan hurtigt vække liv i en fest. Men hvis tricket samtidig bunder i vaskeægte videnskab, vil det sent blive glemt af vennerne.

Videnskab.dk har derfor været på festlig research, og vi har en lang række videnskabelige bar-tricks oppe i ærmet. Dem serverer vi i en video hver fredag de kommende uger.

Her er det første trick, der er så nemt at udføre, at du kan lave det til enhver fest:

Glasset drikker selv 

Forestil dig, at du er taget på en bar med nogle venner, og du sidder ved et bord med følgende foran dig:

1. en tallerken
2. en kande vand
3. et glas
4. et stearinlys
5. en tændstikæske

Du fylder tallerkenen med vand fra kanden og spørger:

»Er det muligt at få vandet fra tallerkenen op i glasset uden at røre tallerkenen?«

Dine venner vil tvivle, men når du understreger, at man kun må bruge de ting, der ligger på bordet, vil de garanteret ikke kunne gætte hvordan.

Og så går du ellers i gang med at udføre "magien" som i videoen her:

Vandsøjlen er et barometer 

Når tricket er vel udført, er det tid til at brillere med den naturvidenskabelige forklaring, når de måbende venner spørger:

»Jamen, hvordan kan det være, at vandet bliver suget op i glasset?«

Masser af bar-tricks

Hver fredag i de kommende uger viser vi en ny, nem tryllekunst til vores serie om bar-tricks og forklarer videnskaben bag 'magien'. Lavet i samarbejde med:

For at komme helt ned i detaljen har vi allieret os med et par eksperter i fysik og kemi, og umiddelbart er forklaringen meget lige til:

Lufttrykket inde i glasset falder, mens luften udenfor presser ned på vandet. Dermed bliver vandet skubbet ind i glasset, hvor trykket er mindre end i atmosfæren.

»Det svarer til, at der står to mennesker og trykker på hver sin side af en legetøjsbil. Den vil også bevæge sig imod den, der trykker mindst,« forklarer lektor i fysik Jens Højgaard Jensen fra Roskilde Universitet.

»Højden af vandsøjlen viser forskellen i tryk ude og inde. Højden på vandet i glasset i forhold til vandet i tallerkenen er simpelthen et barometer,« siger han.

Kompliceret videnskab bag simpelt trick

Men når man går videnskabsfolkene på klingen og spørger ind til, hvorfor lufttrykket falder inde i glasset, bliver diskussionen straks mere teknisk.

»Det lyder som om, at det er et enkelt fænomen at forklare, men jeg er bange for, at det her er et sammensat problem,« siger Jens Højgaard Jensen.

»Der er to konsekvenser af det lys, der brænder. Der er opvarmning og ændring af molekyleantal, og hvordan de skal vægtes, det skal man ind og regne på,« lyder det fra RUC-lektoren.

Der forsvinder molekyler fra luften

VIDSTE DU

Dette eksperiment blev første gang blev udført af den britiske kemiker John Mayow for 350 år siden. Han anbragte en mus i glasset og konstaterede, at den døde, når lyset slukkede. Først 100 år senere, da det blev opdaget, at luften bestod af ilt og kvælstof, forstod man musens dødsårsag: Kvælning på grund af iltmangel.

Den nyligt pensionerede lektor Erik Both, der har undervist i fysik på Danmarks Tekniske Universitet igennem 40 år, er sammen med Henning Henriksen ved at lægge sidste hånd på KOSMOS-serien fra Gyldendal, der er grundbøger i fysik og kemi for 7.-9. klasse.

I bøgerne støder folkeskoleeleverne på netop dette eksperiment, og forfatteren Erik Both kender derfor tricket ganske godt.

Han argumenterer for, at det er ændringen i antallet af molekyler som følge af forbrændingen, der er den klart største grund til, at lufttrykket falder inde i glasset.

»Ved forbrændingen forsvinder der iltmolekyler, og i stedet dannes kuldioxidmolekyler. Men forbrændingen af stearin giver godt to kuldioxidmolekyler, hver gang der bruges tre iltmolekyler. Der forsvinder derfor molekyler fra luften i glasset, hvilket får trykket til at falde og vandet til at stige op,« forklarer Erik Both.

Når stearinlyset brænder, dannes der også vanddamp, som ifølge Erik Both bliver til væske. Dermed forsvinder vandmolekylerne fra luften i glasset, hvilket er hovedårsagen til, at trykket falder, og at vandet presses ind i glasset, mener Erik Both.

Han tilføjer, at da luft indeholder 21 procent ilt, der ved forbrændingen erstattes af omkring 15 procent kuldioxid, mangler der ca. 6 procent molekyler i gassen. Vandet vil derfor stige ca. 6 procent op i glasset. Derfor ser eksperimentet flottest ud, hvis det udføres med et højt, slankt ølglas.

Temperaturen i glasset spiller ind

Ifølge Jens Højgaard Jensen er det dog ikke altid givet, at vanddampen i luften bliver til vanddråber. Det afhænger nemlig af luftfugtigheden i glasset. Hvis de vandmolekyler, der dannes ved forbrændingen, ikke kondenserer, vil de blive i luften og fylde op, hvilket omvendt vil få trykke til at stige.

»Det er ikke en illustration af noget simpelt. Det er mere et trick. Det at vandet stiger kan altså kun være fordi, lyset har brændt et stykke tid, inden glasset bliver sat over,« siger Jens Højgaard Jensen.

Han peger på, at ændringen i lufttrykket inde i glasset kan skyldes, at varm luft fylder mere og trykker mere på omgivelserne end kold luft.

»Forklaringen er, at vi ikke fangede luften dengang, det var koldt. Vi har altså åbenbart fanget noget varm luft og også noget luft, der på grund af forbrænding indeholder flere molekyler, end hvis der bare var ilt,« siger Jens Højgaard Jensen.

»Da lyset går ud, sker der en afkøling, og det fører til, at trykket falder. Hvis der også er noget vand, der kondenserer, så falder trykket også på grund af det,« forklarer han.

Jens Højgaard Jensen vil modsat Erik Both ikke give et bud på, om det er en ændring i temperaturen eller i antallet af molekyler, der har størst indflydelse.

»Formodentlig er der en af dem, der dominerer, men hvad der dominerer, og hvilket fortegn de har til hinanden, det ved vi ikke, medmindre man regner på det. Så skal vi vide lige præcis, hvor varmt det var, da vi satte glasset henover, og vi skal kende luftfugtigheden omkring lyset, når vi sætter glasset henover,« siger Jens Højgaard Jensen.

Trykforskelle får vinden til at suse

Det står klart, at vandet flyder ind i glasset, fordi trykket falder. Men det svære spørgsmål er, om det skyldes, at der bliver færre molekyler i glasset, eller om det er fordi, temperaturen falder.

Mens fysikken bag altså synes mere kompliceret, end man umiddelbart skulle tro, findes der et mere enkelt svar på, hvordan man kan udnytte trykkets kræfter.

»Når du drikker cola med sugerør, så laver du undertryk og suger væsken op. Du fjerner noget luft inde i sugerøret, og så stiger væsken op,« forklarer Erik Both.

Og også i samfundet udnyttes trykforskelle til at løse en lang række praktiske opgaver.

»Den måde, vores vandforsyning er indrettet på med vandtårne, virker ved, at man løfter vandet op og laver en trykforskel. Det gør at vandet kan glide igennem vandledningerne og op, der hvor det skal komme ud af hanerne,« siger Jens Højgaard Jensen.

Og fænomenet findes overalt i naturen.

»Trykforskelle er det, der driver vindene. Tryk er ligesom skub eller kræfter, så forestil dig et område i luften, der bliver trykket fra både den ene side og den anden side,« siger Jens Højgaard Jensen.

»Hvis trykket er lige stort fra begge sider, er der vindstille, men hvis der er variation, så bliver vinden trykket i den retning, som det største tryk presser luften imod,« forklarer RUC-lektoren.

Tjen en skilling

Til et rigtigt bar-trick hører selvfølgelig muligheden for at indgå et væddemål, og i den forbindelse giver Erik Both et lille tip med på vejen.

Man kan lægge en mønt på bunden af tallerkenen, inden man hælder et tyndt lag vand i tallerkenen. Udfordringen går så ud på at tørlægge mønten uden at røre tallerkenen. Lykkes det at samle mønten op uden at få våde fingre, kan man få lov til at beholde den.

På den måde kan ens overlegne viden om fysik og kemi altså være med til at gøre byturen en lille smule sjovere - og billigere.

Inspiration til undervisning og opgaver
Inspiration til emner og forsøg, der har med lufttryk at gøre: Har lufttrykket en indflydelse på vandstanden (ingeniøren.dk) Løft en bowlingkugle med lufttryk (Fysikbasen.dk)

  

Links
Jens Højgaard Jensens profil Læs også på videnskab.dk: TEMA: Bar-tricks Sådan skruer du ned for tømmermændene Øltørsten styres med volumen-knappen Druk svækker dit immunforsvar Studenter fester for nationen TEMA: Festival og forskning