Diffusjon og turbulens
Sist oppdatert 31.10.01
Det er enorm forskjell på størrelsesordenen på diffusjon og en havstrøm. Mens en havstrøm transporter millioner kubikkmeter pr sekund, foregår diffusjon mellom forskjellige molekyler, ioner osv. Det ene er så stort at vi ikke kan overskue det med det blotte øye, det andre så lite at vi ikke kan se det direkte. Men begge deler kan vi merke virkningene av. Det er en viktig forskjell mellom diffusjon og turbulens på den ene sida og en havstrøm på den andre sida. Turbulens og diffusjon gir ingen vanntransport fra ett sted til et annet. Det er uordnede bevegelser. Bevegelsene er kaotiske. Annerledes er det med havstrømmer. Her er det for en stor del samordnede bevegelser som gjør at i sum blir det vanntransport. Diffusjon spiller ingen rolle i en havstrøm, men turbulens har stor betydning. Turbulensen gjør at vann fra grenseområdet for strømmen blandes inn og strømmen river med seg stadig mer vann.
Diffusjon
Diffusjon er en blanding som foregår uten ytre krefter. Alle molekyler som har temperatur over det absolutte 0-punkt, er i bevegelse. For væsker kan molekylene bevege seg nokså fritt i forhold til hverandre.
Forsøk: Bruk et glass med lunket vann. Dryss ørsmå partikler opp i vannglasset. Som partikler kan en for eksempel bruke de minste frøene en finner. Med et godt forstørrelsesglass eller helst ei lupe, kan så se at frøene beveger seg. Dette kalles brownske bevegelser. Årsaken til at frøene ikke ligger i ro, er at molekylene i væska hele tida støter bort i frøene. Forsøket viser altså at stillestående vann i et glass slett ikke er i ro slik det ser ut til.
Molekylenes bevegelser sørger for en langsom blanding i væska. Blandingsmekanismen går langsomt. I mange tilfeller går den så langsomt at den ikke kan motvirke et bunnfall. Derfor står det på medisinene: Ryst flasken!
Turbulens er en mange, mange ganger så effektiv blandingsmekanisme som diffusjon. Turbulens foregår ikke på molekylnivå, men på størrelsesorden millimeter og oppover til kilometer. Det er turbulensbevegelser inne i en turbulens som igjen har turbulens osv.
Forsøk: Bruk et gjennomsiktig, sylinderformet litermål og fyll opp passe med ublandet husholdningssaft. Hell deretter, svært forsiktig, vann oppi litermålet, slik at det blir en passe saftblanding. Hva ser dere? Safta og vannet blander seg ikke så godt. I det du heller oppi vannet skjer det en viss turbulens og noe blandes sammen. Mye av safta ligger nesten ublandet på bunnen. Ta så ei spiseskei og rør forsiktig rundt langs kanten av litermålet. Noe blandes inn, men strømmen er ikke så turbulent at blendingen blir effektiv. Hvordan er det mest effektivt å bruke skeia? Jo, ved å lage mest mulig kaotiske bevegelser i litermålet. Før skeia fram og tilbake på kryss og tvers, opp og ned.
Turbulens er den viktigste blandingsmekanismen i havet. Det som skaper turbulens, er uordnede bevegelser. Disse bevegelsene oppstår blant annet der det er friksjon mellom vannmasser, der det er indre bølger i vannet og der det er friksjon mot bunnen.