Hur flyttar vi vatten?

Vatten har extremt hög sammanhållningsförmåga, vilket innebär att vi kan flytta vatten i olika riktningar. Hör professor Søren Rud Keiding berätta mer om vattenflöden och tryck.

Vi kan få vatten att förflyttas i vilken riktning som helst.

Att flytta vatten handlar ofta om vilka material vi använder, hur mycket energi som krävs, de rent tekniska möjligheterna samt pris. För ett företag som Grundfos är det självklart mycket intressant att förstå vattnets grundläggande egenskaper. Det gör det möjligt för oss att styra flödet och trycket när flytande vatten pumpas. En verkligt intressant sak med flytande vatten är att det i stort sett inte kan komprimeras. Står du längst ner vid havsbottnens allra djupast belägna punkt, 10 km under havsytan, väger vattenpelaren ovanför dig nästan 10 000 ton. Trots det komprimeras vattnet bara några få procent.

Att komprimera vatten är alltså mycket svårt. Om det inte gick att komprimera vatten alls, skulle havsytan över hela jorden vara belägen ungefär 50 m högre upp. Att komprimera ett stenblock är nästan lättare än att komprimera flytande vatten. Ett annat exempel på vattnets extremt låga komprimerbarhet ser vi hos vattenskärare.

Det är små munstycken där vattenstrålar sprutas ut under extremt högt tryck. De är mycket bra på att skära rena snitt i olika material. Att de fungerar beror på att flytande vatten har så låg komprimerbarhet. ”Uppfordringshöjd” är en vanlig pumpteknisk term. Det är i stort sett höjden på den vattenpelare som kan pumpas. Och det är dessutom ett vetenskapligt intressant område som diskuteras flitigt nuförtiden. Man är inte ense om vad som främst påverkar uppfordringshöjden. Vissa säger att den främst beror på atmosfärtrycket och gravitationen. Andra menar att den främst beror på flytande vattens kohesionsförmåga, det vill säga det faktum att flytande vatten håller samman med mycket hög kraft. Vill man lyfta flytande vatten måste man veta något om vätebindningar.

De är nyckeln till att förstå varför vatten har så ovanliga egenskaper och varför flytande vatten har så hög kohesion. När man trycker fram vatten, komprimerar vatten, pumpar vatten, drar upp vatten eller helt enkelt bara kokar det beror allt på vätebindningarna och hur mycket energi som används. Drar du en vattenpelare uppåt beror vattnets kohesion, alltså dess sammanhållningsförmåga, på vätebindningarna och hur mycket energi som krävs för att bryta vätebindningarna.

Den energi som används för att bryta vätebindningar är den energi som krävs för att få vatten att koka. Att koka en vätska så att den förångas är detsamma som att bryta vätskans vätebindningar. När vi studerar vatten måste vi studera hur mycket energi som krävs för att bryta vätebindningen. När vi vet det, vet vi också hur mycket energi som krävs för att få vattnet att koka. 

Kursöversikt

Moduler
Moduler: 6
Beräknad tid
Beräknad tid: 30 minuter
Svårighetsgrad
Svårighetsgrad: Medelsvår