Det kunne tænkes, at man, ved at ændre overfladens egenskaber, skaber bedre nuklationsforhold, hvilket giver flere dampbobler tidligere i kogeforløbet. Disse bobler stiger så op gennem vandet og sørger for en mere jævn og hurtig opvarmning end konvektion kan klare alene?

Jeg kunne forestille mig at både overfladespænding og (mikro)ruhed har en del at sige i den sammenhæng...

mvh
Martin

Det kunne tænkes, at man, ved at ændre overfladens egenskaber, skaber bedre nuklationsforhold, [...]

Jeg ville skyde på det stik modsatte:

Det er ufattelige mængder varme der mistes ved dampdannelse, så en glattere gryde vil tillade vandet at cirkulere og undgå den "hinde" af vand langs metallet hvor dampdannelsen sker.

Billeder taget med et høj opløsnings elektronmikroskop. Kartoflerne er kun 2 nanometer i diameter (Ahem)

Det er da klart, at så små kartofler er meget hurtigere at koge !

:-)

@PHK:
Du har muligvis ret - min tanke var at varmetabet netop kunne undgås/minimeres ved at boblerne var så små at varmen blev returneret til vandet ved kondensation inden dampen undslap væskefasen.

[quote]Det kunne tænkes, at man, ved at ændre overfladens egenskaber, skaber bedre nuklationsforhold, [...]

Jeg ville skyde på det stik modsatte:

Det er ufattelige mængder varme der mistes ved dampdannelse, så en glattere gryde vil tillade vandet at cirkulere og undgå den "hinde" af vand langs metallet hvor dampdannelsen sker.[/quote]

Ja, jeg vil mene noget af det samme: man skal faktisk ikke koge kartofler, men varme dem op i vand som er så varmt, så det kun skælver på overfladen. Varmer man mere op, så vil vandet fordampe og ryge ud af gryden - og det er jo ikke vandet (eller rummet op omkring gryden) man skal varme op, men kartoflerne.

Ved at coate gryden opstår der en masse små "spir" af aluminium oxid. Damp boblerne har meget svære ved at hænge fast på disse spir (egenlig er det vel rand vinklem mellem gasboblen og underlaget som kommer over en kritisk størrelse når boblen bliver tilstrækkelig stor - ved den takkede overflade nås denne vinkel hurtigere).

Alt i alt haves et størere overføringsareal med coatning (idet mindre areal er optaget af gas) - derfor kommer vandet hurtigere op på 100C.

-Eivind

Når vi nu er i gang (pun intended) med sprogpasseriet, så kommer det vel også an på hvad gangen er lavet af?

"metode til at lægge et atomlag af gangen på en overflade"

(Der skulle stå "et atomlag ad gangen", hvis man vil være helt korrekt).

Forholdsordsforbindelser er endnu giftere end fluorforbindelser. En kollega kom til at skrive at han var "i lægen" i stedet for "ved lægen" :-)

Men for at komme tilbage til emnet: Forsvinder effekten ikke hurtigt, hvis man gør gryden ren ind imellem?

Jeg tror Eivind har fat i noget af det rigtige, selv om jeg umiddelbart tror at spirene vil være hydrofobe og derfor forhindrer væsken i at få kontakt med den varme bund - hvilket giver en langsommere opvarmning.

Hvorvidt overfladen faktisk bliver ujævn afhænger af både substratet og hvordan man kører sin ALD, der faktisk kan lave ekstremt jævne aluminalag under de rette forhold.

Mit bud er at aluminacoatingen stimulerer afgivelsen af mikrobobler af damp fra grydebunden. Dampen transporterer så mere varme ud i væsken. Dels, gennem den damp der afkøles og fortætter under opstigningen gennem væsken - mikroboblerne vil aldrig nå overfladen og spilde varmen. Dels, og måske mere vigtigt, fordi boblebevægelsen skaber konvektion der bryder det tynde stillestående og varmeisolerende vandlag langs grydens bund.

Pga. superwetting egenskaberne af aluminumoxid coatingen, der øger den teoretiske tykkelse af makrolaget af vand på overfladen og derved også udtørringstiden for overfladen. Effektivt forøger det critical heat flux for overfladen og derved kan du sende mere energi pr. overfladeareal til samme superheat over overfladen.

Det skal dog nævnes at bunden af en gryde bestemt ikke koger under de samme forhold som en horisontalt placeret wire..

De der atomic layer deposition folk - kommer de nanolag på alt hvad de støder på ?

Brygger min kaffemaskine hurtigere kaffe af at få et sådan lag eller bliver min stue hurtigere varm hvis mine radiatorer får et par lag ad gangen ?

Drypper det fra min emhætte hvis filteret får en gang lak ?

Kan jeg spare brændstof hvis vingerne på min Cessna får et lag dopet på ?

Er Nano-kartofler velegnede til at fremstille Akvavit?

[quote] Billeder taget med et høj opløsnings elektronmikroskop. Kartoflerne er kun 2 nanometer i diameter (Ahem)

Det er da klart, at så små kartofler er meget hurtigere at koge !

:-)[/quote]
Ja og overskriften. "Hvordan et nanolag koger kartofler."

Det kunne tænkes, at man, ved at ændre overfladens egenskaber, skaber bedre nuklationsforhold, hvilket giver flere dampbobler tidligere i kogeforløbet. Disse bobler stiger så op gennem vandet og sørger for en mere jævn og hurtig opvarmning end konvektion kan klare alene? Jeg kunne forestille mig at både overfladespænding og (mikro)ruhed har en del at sige i den sammenhæng... mvh Martin

Martin har helt ret. Det vedrører overfladens indvirken på den initiale bobledannelse. Det vedrører - som Rasmus Vendelboe er lidt inde på - overfladens "wettability". Den er dog alligevel ikke helt clear cut forstået således at Rasmus som sådan har ret i at en hydrofil overflade ikke vil "slippe" vandet så let som en fob af slagsen og derfor kan man hælde flere Joule ind i en given vandmængde inden den "nukleierer", her vil det dog være objektet at boblerne hurtigt dannes, således at de indeholder damp med et lavere energiindhold...som så hurtige bliver leveret til den væske der ligger længere oppe i væsken. Overfladen bør således være hydrofob for hurtigere at fjerne joule fra grydebunden!

Hvis vi antager at kogetemperaturen ikke sænkes at nanolaget, kan forklaringen kun være, at varmetabet fra vand til omgivelser er mindre - eller at varmeoverførslen fra gryde til vand er bedre. Derved opnår vandet hurtigere 100 grader.

Svaret skal sikkert findes i, at der dannes færre dampboler i vandet, noget der ellers fjerner energi, når de bobler op og forlader vandet.

--- jeg boksede en del med overskriften, for at gøre den kort. Jeg er helt klar over at "hvordan et nanolag koger kartofler" er skidt dansk, endda skidt ingeniør dansk.

Men jeg opgav, stillet overfor muligheder som

"Hvorledes deponering af et få nanometer tyndt Al2O3 lag i en metalgryde kan føre til at kogetiden væsentligt nedsættes"

... jeg tænkte I nok fattede det - OG så er sjuskede overskrifter jo en stensikker måde at få folk til at kommentere bloggen.

Sejt!

--- jeg boksede en del med overskriften, for at gøre den kort. Jeg er helt klar over at "hvordan et nanolag koger kartofler" er skidt dansk, endda skidt ingeniør dansk. Men jeg opgav, stillet overfor muligheder som "Hvorledes deponering af et få nanometer tyndt Al2O3 lag i en metalgryde kan føre til at kogetiden væsentligt nedsættes" ... jeg tænkte I nok fattede det - OG så er sjuskede overskrifter jo en stensikker måde at få folk til at kommentere bloggen. Sejt!

Peter, du opstiller dit postulat, og så er det åbenbart meningen at vi skal gætte hvordan det skulle fungere. Er "fup" også et gyldigt svar?

Foreligger der nogen data for den påståede "gavnlige effekt"?

Ikke, at jeg ikke tror det måske kunne virke, men billedet af nanokartoflerne lægger da klart op til spasmageri.

>>Foreligger der nogen data for den påståede "gavnlige effekt"?

Ja [1].

@Rasmus
Det er snyd at google!

Det er snyd at google!

Det er muligt, men:

Når man læser artiklen, fremgår det tydeligt at det handler om enkelt-atomlag af Aluminium [b]på Platin.[/b]

Er man [b]helt[/b] sikker på at den afbillede gryde er lavet af Platin ?

Endvidere er der tilsyneladende tale om metallisk Aluminium, og ikke Aluminiumoxid som skrevet.

Grunden til at jeg spørger er, at hvis gryden - som de fleste gryder - er lavet af aluminium, sørger Vor Herre for at den altid bliver leveret coated med et tyndt lag Aluminiumoxid !

Når der skal overføres varme fra en overflade og ud i væsken sker dette mest effektivt ved boble kogning, og hvis man via overfladen kan få en tidligere boble kogning vil man derfor ved lavere temperaturer kunne danne bobler. Hvis overfladen er hydrofob bevirker det dels at boblerne forlader overfladen tidligere samt at energien i gassen lettere kan afsættes i væsken (i stedet for at gå tabt som gas via overfladen).

En graf der illustrerer det kan ses her:
http://nuclearpowertraining.tpub.com/h1012...

Ved at lave denne tidlige boble kogning for man derfor overført energien mere effektivt fra gryden og ind i vandet.

En coated overflade vil altid være ru på micro-nano niveau og det er denne rughed der bl.a. medvirker til nucleeringspunkter for boblerne, samt strukturen kan også være medvirkende til en bedre vædende overflade. Hvis overfladen væder bedre vil det være mere farvorabelt for væske end for gas at være ved overfladen og dette vil igen medvirke til afgang af mindre boble (tidligere).

En coated overflade vil altid være ru på micro-nano niveau

Nah - den kan vel også netop være helt glat?

[quote]Det er snyd at google!

Grunden til at jeg spørger er, at hvis gryden - som de fleste gryder - er lavet af aluminium, sørger Vor Herre for at den altid bliver leveret coated med et tyndt lag Aluminiumoxid ![/quote]

Det har jeg nemlig også googlet mig frem til :) Og, at man ikke skal koge æbler og artiskokker (og andre syreholdige ting) i en aluminiumsgryde, fordi så - ja.. så sker der ting og sager :)

Kan vi ikke snart få det rigtige svar?

Det går kun hurtigere inde i observatørens hoved, fordi han er optaget af at se hvad der sker, i stedet for at stå og kede sig.

Hvis du fyrer med en given effekt i en dyppekoger, vil vandet varmes op næsten uafhængigt af overfladen på dyppekogeren. Du kan sågar isolere den uden at det går langsommere. I det ekstreme vil dyppekogeren måske smelte, så eksperimentet afbrydes før tid.

Det er et helt andet eksperiment at undersøge varmetransporten mellem en speciel overflade og vand.

... altså for så vidt at forskerne i Applied Physics Letter paperet mener at have vist:

et tyndt lag alumina påvirker ikke varmetransporten, men gør til gengæld at der ikke kommer bobledannelse - idet Al2O3 er hydrofilt. Boblerne isolerer, og så går det jo noget langsommere end når vandet har fuld kontakt med gryden i bunden hvor den er varmest.

Men det har I jo fundet ud af forlængst - hvor er i gode! PHK var allerede i andet svar meget tæt på.

Her er et link om det ...http://www.nanodaily.com/reports/Nano_coat...

Så vil jeg tænke over den næste opgave...

Er vi så alle enige?

Jeg sagde (bare lige for at fremhæve mig selv først, undskyld), at det handler om at varme vand og dermed kartoflerne op først - uden varmetab til omgivelserne?

Og [andre] sagde, at det skyldes, at aluminiumoxid er vandafskyende og derfor.. orgh.. jeg har svært ved at se det i mit hoved..

Og, som Niels Terp er inde på - aluminiumsgryder jo altid danner aluminimumsoxid på grund af Hvor Herre.

Så(!) - derfor - kog dine kartofler i en aluminiumgryde.

MEN - jeg har en lille anke: Jeg synes at have observeret, at gryden er sværer at gøre ren - måske fordi stivelsen fra kartoflerne hænger bedre fast på aluminium?

(Og så har jeg også læst, at man skal gøre sin kartoffelgryde ren i koldt vand, fordi det vil få stivelsen til at 'krymbe sammen', så den er nemmere at få af..?)

Oh, det er sgu ikke nemt at være debattør her. Men tak til alle, alligevel :)

Kh David
-

få en gryde med dybkoger istedet for den elendige løsning med et komfur, hvor alt for meget varme bliver spildt. Så skal dybkogeren måske have en nanocoating, før det bliver helt perfekt?

få en gryde med dybkoger istedet for den elendige løsning med et komfur, hvor alt for meget varme bliver spildt. Så skal dybkogeren måske have en nanocoating, før det bliver helt perfekt?

Nej, for der er ikke plads til både dypkoger og kartofler i gryden :)

(I'm I right or I'm I right?) Undskyld..

Kh en mindre beruset David
-

Jeg har også fået en lille én, og synes derfor at 3. indlæg måtte være et åbenlyst pletskud! ;)

Det er fordi at boblerne der jo inderholder mere energi vil dannes ved kartoflerne og derved overfører mere energi til disse.
Uden nano laget vil boblerne også dannes langs kanten af gryden.

Har gået og tænkt over om det ikke var en ide at få en isoleret gryde, minimum tab til omgivelserne. Har ledt på nettet men ikke fundet noget egnet. Det kan jo være der er nogen herinde der har set sådan en tingest, Jeg forrestiler mig noget ligenden en termkop med dobbelt væg. Problemet kan jo så være at der ikke er små nok trin på regulatoren på kogepladen til at man kan kontrollerer temperaturen :)

Mvh. Kim

... altså for så vidt at forskerne i Applied Physics Letter paperet mener at have vist: Så vil jeg tænke over den næste opgave...

Peter! Jeg er ikke helt enig med dig. Vi mangler simpelthen en vigtig information. Hvilke effekter der kommer i spil afhænger af energitætheden - leveret gennem grydens bund.
Derudover kan man ikke udelukkende iagttage en "boundary layer condition" hvis vi tager udgangspunkt i det beskrevne eksempel hvor varmetransporten til "bulk" væsken er en væsentlig parameter (via såvel konvektion som via transport af overmættet vanddamp)
Kodeord i forhold til førstnævnte er "The Leidenfrost Effect" og "film boiling" :-)

Hej Tomas,

Det kan sagtens være du har fat i noget. Mit instinkt (for jeg har ikke selv lavet eksperimentet eller analyseret data) siger mig at den simple forklaring ofte har ret.

En mere hydrofil overflade øger kontaktarealet mellem den varme flade og det der skal varmes. Fordi laget er så tyndt, ødelægger det ikke varmetransporten.

Men jeg er klar til at blive klogere! (efter på mandag hvor vi forhåbentligt har fået afleveret to rigtig gode ansøgninger til de frie forskningsråd for teknologi og produktion).

...Mit instinkt (for jeg har ikke selv lavet eksperimentet eller analyseret data) siger mig at den simple forklaring ofte har ret.

Jooooh meeeen - "den simple forklaring" kræver jo stadig sine præmisser...måske endda SIMPLE præmisser ;-)

Jeg ved godt at mit indlæg virkede lidt "flue-insemineringsagtigt", men det er altså et helt område for sig og der sker en hel masse i de allerførste nanometer af et væskeinterface og det sker i øvrigt i sub-microsekund domænet. Vidste du/I i øvrigt at man kan super-heate almindeligt vand op til omkring 240C inden det springer ud som damp?! Nå - det er som sagt et forskningsområde for sig :-)

Held og lykke med ansøgningen.