Fasövergångar i vardagen

Vatten är, precis som nästan allt i universum, materia. Det förekommer i olika tillstånd: fast, flytande och gas. Vatten ändrar tillstånd enkelt och ofta; från is till vätska, från vätska till ånga – eller tvärtom. De här fasövergångarna är en grundläggande del av vattnets kretslopp på jorden. Vatten är inte det enda ämne som ändrar sitt tillstånd – all materia gör det.

Och när materia ändrar sitt tillstånd, ändrar det sina egenskaper. Låt oss säga att du vill tillverka ett plastföremål, som den här flaskan. För att kunna göra det behöver du kunna forma plasten till formen av en flaska. Du kan göra det genom att höja plastens temperatur, tills den smälter. Flytande plast är lättare att forma.

Den formas efter behållaren den har hällts ned i. Sen, efter att den kylts ned igen, blir den fast. Fast plast är stel och behåller sin form. Många andra föremål tillverkas på liknande sätt. Du smälter materialet, formar det inuti en form och låter det svalna, så att det blir fast igen.

Titta på det här stormköket. Det använder alkohol som bränsle. Det är inte den flytande alkoholen som brinner, men när ångorna från alkoholen blandas med luften, är det enkelt att antända dem. När du har fyllt upp stormköket med alkohol, börjar alkoholen avdunsta från bränslets yta. Sätt dit en tändsticka så antänds alkoholångorna ovanför vätskan och börjar brinna.

Resten av den flytande alkoholen värms upp. Ännu mer av alkoholen avdunstar. Det håller igång flamman, så att du kan värma upp din mat! Hur är det med något du använder dig av varje dag – ditt kylskåp? Har du någonsin undrat hur det alltid kan vara kallt inuti? Inbyggt i kylens baksida finns ett rör fyllt med ett köldmedium.

Beroende på trycket i det här röret ändrar köldmediet sin form från flytande till gas, eller från gas till flytande. När köldmediet avdunstar tar det upp värme från kylens insida. Därefter, när köldmediet kondenserar, släpper det ut värmen till utsidan. Insidan av kylen håller sig kall nog att förvara mat i, tack vare köldmediets fasövergångar! Och vad händer när du förvarar mat i frysen?

När vatten inuti mat fryser till is, blir de mikroorganismer som kan få mat att bli dålig, inaktiva. Så länge maten är fryst, håller den sig bra länge. Fasövergångar kan hjälpa till att bevara mat! Ett annat sätt att bevara mat med fasövergångar är att ta bort vattnet ur den – att torka den. Varm luft i en ugn eller en dehydrator får vatten att avdunsta från maten, så att den kan hålla mycket längre.

Du kan faktiskt kombinera att frysa och att torka något. Först behöver du sänka temperaturen, så att allt vatten i maten fryser till is. Sen behöver du sänka trycket till exempel genom att suga ut luften ur en vakuumkammare. När trycket är lågt nog omvandlas isen direkt till vattenånga – den sublimerar. Det kallas för sublimationstorkning, eller frystorkning.

Nästan all vätska tas bort, vilket gör frystorkad mat väldigt lätt, och möjlig att förvara utan kylning i flera månader, eller till och med år! Maten kan också enkelt återfå sin ursprungliga form, bara genom att tillsätta vatten. Många förknippar frystorkad mat med astronauter i rymden. Men snabbkaffe och mjölkpulver är också frystorkade och dem kan du köpa i en vanlig mataffär! Kan du komma på fler exempel på hur fasövergångar hjälper oss i vardagen?