Væske: definition, egenskaber, densitet, viskositet og eksempler
Lær hvad en væske er: definition, egenskaber, densitet, viskositet, eksempler og formler — forstå smelte-/kogepunkt, hydrostatisk tryk og praktiske anvendelser.
En væske er en af de tre grundlæggende faser af stof. Den ligger mellem et fast stof og en gas: væsker har et næsten fast volumen, men ingen fast form. En væske tilpasser sig beholderens form, fordi væskens molekyler, som sidder tæt, men kan bevæge sig frit i forhold til hinanden.
Grundlæggende egenskaber
Væsker kan flyde og ændre form ved meget små kræfter — de vil altid flyde under påvirkning af ydre kræfter som fx tyngdekraften. De er stort set uigennemtrængelige for kompression: det kræver meget høj tryk for at ændre en væskes volumen mærkbart. Temperatur påvirker væskers tilstand: ved lavere temperaturer kan en væske blive til et fast stof (ved smeltepunktet eller frysepunktet), og ved opvarmning kan den blive til en gas (ved kogepunktet).
Viskositet
Viskositet beskriver, hvor let eller svært en væske flyder. Væsker med høj viskositet flyder langsomt; eksempler er tjære eller tyktflydende sirup. Væsker med lav viskositet, som fx vand, flyder let. Viskositet afhænger af temperatur og kemisk sammensætning og måles i enheder som pascal-sekunder (Pa·s). For vand ved omkring 20 °C er viskositeten cirka 0,001 Pa·s.
Densitet og væsketryk
Densitet fortæller, hvor meget masse der er i et givent rumfang af en væske (typisk målt i kg/m³). For eksempel har vand ved 4 °C en densitet omkring 1000 kg/m³. Tungere væsker (højere densitet) vejer mere per volumenend en lettere væske.
I en stationær væske virker trykket i alle retninger, og trykket øges med dybden. En enkel formel for det hydrostatiske tryk er:
p = ρgz
hvor z er dybden under overfladen, g er tyngdeaccelerationen (styrken af tyngdekraften), og ρ er et tal, der fortæller os, hvor tung en bestemt mængde af væsken er. Vi kalder det densiteten, og det er forskelligt for alle væsker. Det hydrostatiske tryk stiger altså lineært med dybden — derfor er trykket i bunden af et kar større end ved overfladen.
Andre vigtige fænomener
- Overfladespænding: Molekylerne ved overfladen af en væske tiltrækker hinanden, hvilket giver overfladen en form for "hud". Det gør det muligt for lette insekter at gå på vand og påvirker dråbedannelse.
- Kapillære kræfter: I smalle rør kan væsker stige eller synke (kapillærstigning) på grund af samspillet mellem overfladespænding og væskens vægt.
- Strømningsformer: Væsker kan bevæge sig laminært (ordnede lag) eller turbulent (uordnet). Overgangen afhænger bl.a. af hastighed, viskositet og længdeskala (Reynolds-tal).
- Omdannelse og varme: Opvarmning giver dampdannelse ved kogepunktet; afkøling kan føre til krystallisering ved smeltepunktet.
- Opdrift: En genstand i en væske påvirkes af en opdriftskraft (Archimedes' princip), som er lig med væskens vægt af den fortrængte volumen.
Eksempler
Almindelige væsker i hverdagen er bl.a. vand, olie og blod. Hver væske har sine karakteristiske værdier for densiteten, og viskositeten, smelte- og kogepunkt, som bestemmer, hvordan den opfører sig under forskellige forhold.
Vand er en væske
Spørgsmål og svar
Q: Hvad er en væske?
A: En væske er en form for stof, der ligger mellem fast stof og gas. Den har et næsten fast volumen, men ingen fast form, og dens molekyler kan bevæge sig frit indbyrdes.
Spørgsmål: Hvordan påvirker tyngdekraften væsker?
A: Tyngdekraften får væsker til at tage formen af den beholder, de befinder sig i, fordi enhver lille kraft får dem til at ændre deres form ved at flyde.
Spørgsmål: Hvad er viskositet?
A: Viskositet er et mål for, hvor langsomt eller hurtigt væsker flyder. Væsker med høj viskositet, som f.eks. tjære, kan virke faste.
Spørgsmål: Er det muligt at komprimere en væske?
A: Nej, det er vanskeligt at komprimere en væske.
Spørgsmål: Ved hvilken temperatur bliver en væske fast?
A: Hvis en væske afkøles til under smeltepunktet eller frysepunktet (som varierer afhængigt af væsketypen), bliver den fast.
Spørgsmål: Ved hvilken temperatur bliver en væske til gas?
Svar: Når væsken opvarmes til over kogepunktet, bliver den til gas.
Spørgsmål: Hvordan beregner man trykket i væsker?
A: Trykket i væsker kan beregnes ved hjælp af ligningen p = ρgz, hvor z er dybden af punktet under overfladen, g er den styrke, hvormed tyngdekraften trækker på væsken, og ρ er densiteten, som fortæller os, hvor tung en bestemt mængde af væsken er.
Søge