Länkar inom Ytkemi.se

  - Startsida
- Ytkemi - Kort introduktion
  • - Ytkemi - Räkna på storheter

Ytkemi - 
räkna på
storheter

 
   

Åsikten att vetenskap är svårt kan skapas av otydligt definierade begrepp och termer. Man måste därför ofta vara noggrann i början av ett vetenskapligt resonemang.

En annan faktor är att det ofta behövs flera steg i ett resonamang för att komma till dess slutsats, vilket har påpekats av t.ex. David Hume redan på 1700-talet (Undersökning/Enquiry s.61).

Åsikten att vetenskap är svårt skapas alltså ofta av begränsat tålamod. Håll bara ut, så är det egentligen inte så svårt!
Nedan visas ett resonemang om energier inom ytkemi. Inget steg är komplicerat, men många steg blir det. Tålamod!

Eftersoim talen som används ibland är små och ibland stora används nedan vetenskaplig notation (också kallat grundpotensform eller 10-potenser) för att ange antalet nollor i början (t.ex. 0,001 = 10)
eller i slutet ( t.ex.1000 = 10) av ett tal.

Förkortningarna m står för meter, mför kvadratmeter och mför kubikmeter.

 

EminTech 

 
   

Dimensioner och storheter

Hur mycket energi går det åt att skapa 1 liter = 0,001 kubikmeter (alltså 10m) mikroemulsion bestående av 20% olja (oktan) i vatten?
En rimlig radie för droppar i en mikroemulsion är 0,1 mikrometer = 0,1*10 m, så vi räknar med denna storlek.

Uppskattning:
Vi räknar som att oktan och vatten har samma densitet = 1 kg/liter, vilket ger ett litet, men inte principiellt, fel.

Från dropparnas radie räknar vi ut att
en droppes volym (= 4/3 * pi * radien) blir 4,2 * 10 m, och att
en droppes yta (= 4 * pi * radien) blir 1,3*10 m.

Det finns 0,2 liter (alltså 0,2 * 10m) olja i emulsionen, vilket vi kan räkna ut motsvarar 5*10 oljedroppar.
Vi vet redan ytan per droppe och kan räkna ut att alla droppar har ytan 6*10 m, dvs. 6 000 kvadratmeter.
Energin för att skapa en kvadratmeter yta är 50,8*10 joule (enligt tabellen på sidan Ytkemi - Kort introduktion).

Så totalt kostar det ungefär 300 Joule att skapa en mikroemulsion.

Det är lika mycket energi som skulle gå åt för att kasta vår emulsion (som ju väger 1 kg) 30 meter uppåt.
Den höga energin uttrycker att mikroemulsionen inte bildas spontant, av samma anledning som att emulsionen av sig själv inte plötsligt flyger 30 meter upp i luften.

Att
bilda en
mikroemulsion
med små droppar av
endast  olja  och vatten
kostar lika mycket energi
som att kasta den till
tionde våningen
på  ett
hus

 
             
 

Länkar inom Ytkemi.se

  - Startsida
- Ytkemi - Kort introduktion
  • - Ytkemi - Räkna på storheter