Hvordan flytter vi vann?
Vann har en utrolig bindekraft, og det betyr at vi kan flytte vann i alle retninger. Hør professor Søren Rud Keiding forklare vanskelighetene med vannstrømning og trykk.
Vi kan få vann til å bevege seg i hvilken som helst retning. Det handler ofte om hvilke materialer vi bruker, hvor mye energi vi trenger og til syvende og sist hvor praktisk og dyrt det er å flytte vann.
Et selskap som Grundfos er naturligvis svært interessert i å forstå disse grunnleggende egenskapene ved vann. Det gjør at vi kan styre strømning og trykk når vi pumper flytende vann.
Å forsøke å komprimere flytende vann, for eksempel når du skyver flytende vann er en av de virkelig fascinerende egenskapene ved flytende vann for det er nesten umulig å presse det sammen.
Hvis du går til havets bunn, det dypeste stedet i havet 10 km under havoverflaten er vekten der nede av vannet over deg på omtrent 10 000 tonn. Likevel er vannet bare presset sammen noen få prosent. Komprimering av vann er altså utrolig vanskelig.
Hvis det ikke var mulig å komprimere vann i det hele tatt ville havoverflaten vært 50 meter høyere over hele kloden. Egentlig er det til en viss grad lettere å komprimere en stein enn å komprimere flytende vann. Et annet eksempel på vannets komprimerings- evne, som er veldig, veldig lav er vannstråleskjærere. Dette er små dyser der vann sendes ut ved ekstremt høyt trykk. De er svært effektive til skjæring av materialer med veldig rene kutt.
Og de fungerer faktisk bare fordi flytende vanns komprimeringevne er så lav som den er. Pumpehøyde er et begrep som er kjent for ingeniører verden over. Det er i utgangspunktet høyden på vannsøylen som kan pumpes. Og dette er faktisk et interessant vitenskapelig spørsmål som er sterkt debattert i forskningslitteraturen for tiden. Man er uenig i bakgrunnen for vannets pumpehøyde.
Noen sier at det hovedsakelig skyldes atmosfærisk trykk og tyngdekraft og andre sier at det må være flytende vanns bindekraft - det faktum at flytende vann faktisk er svært kraftig forbundet med seg selv. Så hvis du vil heve flytende vann, må du forstå hydrogenbinding.
Også her er hydrogenbindinger nøkkelen til å forstå hvorfor vann har disse usedvanlige egenskapene og spesielt hvorfor bindekraften i flytende vann er så høy. Så om du skyver vann, komprimerer vann, pumper vann trekker vann eller koker vann så dreier alt seg om hydrogenbindinger og hvor mye energi som brukes. Hvis du trekker opp en vannsøyle- - er vannets bindekraft, eller vannets kohesjon avhengig av hydrogenbindingen og hvor mye energi som går med til å bryte med disse hydrogenbindingene.
Energien som brukes til å bryte ned hydrogenbindingen, er faktisk den samme som brukes til å få en væske til å koke. Å koke en væske og fordampe den vil i utgangspunktet si å bryte ned hydrogenbindinger. Når vi studerer vann studerer vi altså hvor mye energi det krever å bryte ned hydrogenbindingen. Når vi vet det, vet vi også hvor mye energi som trengs for å få vannet til å koke.