Stof 2

 

Faste stoffers egenskabe | Form og udseende | Elektriske egenskaber | Tryk | Hårdhed | Væskers egenskaber | Form og udseende | Viskositet | Tryk i stillestående væske
Trykkets størrelse | Forbundne kar | Opdrift i væsker | Overfladespænding
Elektriske egenskaber | Gassers egenskaber | Tryk i atmosfæren | Tryk i indespærret luft | Opdrift | Luftfugtighed | Elektriske forhold i gasser - plasma | Stof og varme | Varmekapacitet | Varmeledningsevne | Isolering og U-værdi (eller k-værdi)



Stoffers egenskaber og opbygning

I Stof 2 vil vi bl.a. se på, hvordan stoffer forholder sig til tryk, varme og elektricitet.

Vi plejer at sige, at stoffer kan optræde i tre tilstande - som fast stof, væske eller som gas
Der er imidlertid en fjerde tilstand: Plasma. Denne tilstand bliver kort beskrevet senere i teksten.


Faste stoffers egenskaber
Form og udseende
De fleste faste stoffer beholder deres form, indtil de bliver udsat for kraftige påvirkninger. En bestemt sten har sin særlige form, som kan ændres ved et slag med en hammer eller med tiden af vejrets påvirkning, men det sker ikke af sig selv. 

Faste stoffer beholder både deres form og deres rumfang

Forskellige faste stoffer har dog deres særlige egenskaber, som skyldes den måde, de er opbygget på.
Sand er fortrinsvis små kvartskrystaller (SiO2), som du måske kender i større udgave som meget smukke klare/mælkehvide krystaller. Men også flint er SiO2. Si- og O-atomerne sidder nu bare i et andet, mindre velordnet system, og stoffet eller materialet ser helt anderledes ud, og har også andre egenskaber. Det kan du forvisse dig om ved at slå dem begge i stykker - stumperne vil være vidt forskellige.

Kvartskrystaller, det midterste har ideel form.

En mængde faste stoffer, bl.a. salte, er opbygget i krystalstrukturer, som åbner mulighed for et helt geometrisk studium, hvis man vil lære dem nærmere at kende.
Stoffer eller materialer, der ikke har egentlig krystalstruktur, kalder vi amorfe. Foruden flint er fx kul amorft.

Metaller er også krystallinsk opbygget, men krystallerne er oftest mikroskopiske, så vi ser det ikke umiddelbart. Metaller er for det meste formbare (kan bøjes, bankes ud osv.) og har den karakteristiske metalglans (blanke, skinnende).

Metaltallerken kan formes med en hammer over en pfaffer.

Metallerne har så mange fællestræk i opbygningen, at de kan smeltes og blandes med hinanden - vi får så legeringer, oftest med egenskaber, der er ret forskellige fra de oprindelige metallers (eks. kobber + zink bliver til messing). Det benytter man i industrien til at fremstille metaller med nøjagtigt de egenskaber, man ønsker. 

Elektriske egenskaber
Metallerne, både de rene (grundstofferne) og legeringerne, leder elektrisk strøm ret godt, fordi de indeholder løse elektroner, dvs. elektroner, der ikke er fast bundne til de enkelte atomer. Disse elektroner kan man sende på tur i en metaltråd ved at koble tråden til polerne på et batteri, og vi har den elektriske strøm.

Metaller er elektriske ledere

De stoffer, der ikke leder strøm, kan man "gnide elektroner over på", og de vil så blive på overfladen en tid. Det udnytter vi i forbindelse med statisk elektricitet.

"Gnidningselektricitet" fremkaldt ved at gnide en plaststang med en ulden klud.

En gruppe af stoffer, som bl.a. silicium (Si) tilhører, er halvledere, hvilket vil sige, at der kan gå strøm gennem dem, men ikke særlig godt.

Ved at "pode" fremmede stoffer ind i halvlederkrystaller, kan man få særlige virkninger frem. Teknikken benyttes meget i elektronikindustrien, når man vil lave transistorer, dioder og IC'ere (halvlederkomponenter).

Tryk
De fleste faste stoffer påvirkes ikke synligt, fordi de kommer under tryk. De beholder stort set både form og rumfang, indtil trykket "smadrer" dem. Sådanne kraftige påvirkninger er stoffer fx under dybt nede i undergrunden og i bjerge. Her kan over lang tid opstå nye strukturer i stofferne. Eksempelvis kan amorft kul under enormt tryk omdannes til diamant, som altså er en krystallinsk udgave af kul!
En række krystaller, fx. kvarts og salte, kan fremkalde en elektrisk spænding, når man slår på dem. Denne egenskab kaldes piezo-elektrisk effekt. Det udnyttes bl.a. i såkaldte krystalmikrofoner og i nogle typer af lightere, nemlig dem, hvor tændegnisten ligner et lille lyn.
Modsat kan man få krystaller til at bevæge sig ("svinge") ved at sætte pulserende strøm til. Det udnytter man i de fleste ure, fordi svingningerne kan bliver meget regelmæssige (kvarts-ure eller Quartz-ure).

Hårdhed
Faste stoffer tilskriver man hårdhed efter princippet: Hvad kan ridse i hvad.
Et stof, der kan ridse i bly, er hårdere end bly, og det kan fx en negl. Glas kan ridse i en negl. Diamant kan ridse i glas. På baggrund af en omhyggelig "ridsetest" kan man opstille en hårdhedsskala med diamant som det hårdeste kendte stof - det har man tildelt hårdheden 10. Det er så hårdt, at borehoveder belagt med diamantpulver kan bore gennem sten og dybt ned i undergrunden (olieboring mm.).
Eksempler på hårdhed:
Diamant  10
Karborundum  (bruges på slibesten) 9-10
Flint  7
Glas  4,5-6,5
Jern  4-5
Aluminium  2-3
Bly  1,5

Da man kan ridse i bly, men ikke i aluminium med en negl, må en negls hårdhed ligge et sted mellem de to, måske på 1,8?

Grænsetilfældene
En række af de stoffer, vi til daglig kalder faste, passer ikke for godt i "fysik-skuffen" med faste stoffer. Det gælder især organiske stoffer med lange molekyler (gummi, plast, kød osv.). Disse stoffer kan være halvt flydende, halvt faste. Fedt og "Wonderplast" er eksempler herpå.

Væskers egenskaber

Form og udseende 
Molekylerne i en væske er temmelig tætpakkede, men ikke helt som dem i faste stoffer. Og de er ret frit bevægelige, dog ikke så "uafhængige" som dem i gasser. 
Det betyder, at væsker "flyder ud" og fylder den beholder (kop, glas, tank), de hældes i.
Normalt fylder væskeformen af et stof mere end den tilsvarende faste form, dvs. væskens massefylde er mindre end det tilsvarende faste stofs. Fx har smeltet bly lidt mindre massefylde end fast bly. En undtagelse er dog vand (is flyder ovenpå).
Væsker kan være klare (fx vand) eller ugennemsigtige (fx kviksølv) og farvede (fx frugtfarve) eller ufarvede (fx vand).

Viskositet
Alle væsker kan flyde, men de gør det ikke lige let - de har forskellig viskositet ("sejhed", modstand mod at flyde).
Vand, sprit og æter er eksempler på væsker med lav viskositet (de er letflydende), mens madolie, glycerin og sirup har høj viskositet (de er tungtflydende).
For det meste falder viskositeten ved opvarmning (varm olie flyder fx lettere end kold) og den stiger med trykket.
En væskes viskositet hænger naturligvis sammen med dens opbygning. Lange molekyler som i olie "klistrer sammen" og filtrer sig ind i hinanden, mens små eller kompakte molekyler giver større indbyrdes "frihed", så de lettere glider forbi hinanden.

Tryk i stillestående væske
Dykker man ned under vandet, mærker man, at trykket vokser, jo længere man kommer ned.
Man kan også let mærke, at det trykker uanset, hvordan man vender og drejer dernede.
Trykket i vandet skyldes tyngden af vandet ovenover + luftens tryk på vandoverfladen.

Et lille tankeeksperiment:

Lad os antage, at et sted nede i vandet i en stille skovsø var der et tryk, der var større i én end i en anden retning. Så ville vandet naturligvis begynde at strømme i trykfaldets retning, fordi det er flydende. 
Da stille vand ikke strømmer, må altså trykket i hvert enkelt punkt i vandet være ens i alle retninger. I to meters dybde er der fx et tryk på 12 N/cm2     - både op, ned, øst og vest og i alle andre retninger.

Trykket i en stillestående væske er ens i alle retninger

Væsken sørger for, at trykket fordeles, så der er tryk i enhver retning.

Prikker man nogle huller i en karton med vand, ser man tydeligt, at:
bulletTrykket i en væske virker til alle sider (i alle retninger).
bulletTrykket stiger tydeligvis også med dybden.

Trykkets størrelse
Lufttryk måler vi ofte i atmosfære, hvor én atmosfære (1 atm.) er det normale tryk ved havoverfladen. Én atmosfære svarer til ca. 10 N/cm2.
Det er så heldigt, at trykket netop vokser med 1 atm. pr. 10 meters vanddybde.
På 10 m vand er trykket altså 2 atm. (én fra lufttrykket og én fra vandet)
På 100 m vand er trykket da 11 atm.
Mariannergraven ud for Filipinernes kyst er ca. 11 km dyb, så trykket ved bunden her er 1.100 atm (vi ser væk fra lufttrykket) eller 11.000 N/cm2. Det kæmpestore tryk i havene gør dybhavene svære at udforske.

Hvordan er vi så kommet frem til, at trykket vokser med 1 atm. pr. 10 meteres vanddybde?
Vi kan blot beregne den nedadgående kraft på 1 cm2, den må svare til det nedadgående tryk, og altså til trykket i alle retninger i den pågældende dybde.
På 10 m (= 1000 cm) vand må der ligge en vandsøjle 1000 cm3 over hver cm2. Massen af 1000 cm3 vand er 1 kg, så jorden trækker med 10 N i den søjle. Dvs. trykket fra vandsøjlen bliver 10 N/cm2, eller 1 atm. Dertil lufttrykket - altså: trykket i alt 2 atm.

I en tungere væske stiger trykket tilsvarende hurtigere i dybden. Kviksølv er 13,6 gang så tungt som vand, så der behøver man blot ned i 10 m/13,6 = 0,74 m ned for at få et samlet tryk på 2 atm.

Det samlede tryk = trykket af væsken + lufttrykket

Uanset beholderens eller søens form, så er trykket 
30 N/ cm2 (3 atm.) i 20 meters dybde.

Forbundne kar
I et U-rør vil væskeoverfladerne i begge grene stå lig højt, og linien mellem dem altså være vandret.

Det gælder også for alle andre rørttyper eller "forbundne kar", om også den ene gren er meget større end den anden:

Stod de ikke lige højt, ville der nederst i rør eller slange være uens tryk fra højre og venstre, og vandet ville "flytte sig". Det er da også, hvad man ser, hvis man fx puster kortvarigt i det ene rør: Væsken vil nu stå og svinge op og ned, indtil gnidningsmodstanden standser bevægelsen, og de to overflader igen står lige højt.

Disse to "kar" er også forbundne, og det er underordnet, om røret mellem dem vender op eller ned:

Og disse også:

Her bliver vandet ved med at løbe over i højre glas, indtil vandet står i samme højde i de to glas. Flytter man det højre glas, vil vandet blot blive ved med at løbe, til venstre glas er tomt, hvis ellers slangen går til bunden. Vi har faktisk lavet en hævert, et rør eller en slange til at tømme et kar med, når væskeoverfladen i karret ligger højere end slangens munding! Og så er det ligemeget, hvordan slangen bugter sig undervejs undervejs, blot den ikke kommer mere end 10 m over det øverste glas.

Opdrift i væsker
Du er så vant til at se en "let" ting flyde på vandet, at du bare finder det naturligt. Men har du også lagt mærke til, at "noget tungt" bliver meget lettere under vandet? En tung sten eksempelvis?
Fænomenet kalder vi opdrift. I alle væsker er der opdrift, og jo tungere væske des større er opdriften. Det er grunden til, at salt havvand "bærer bedre op", end det ferske vand i et svømmebassin. 

Tyngdekraften på loddet vises på a. 
Opdriften i vand (b) modvirker tyngdekraften.
Opdriften i sprit (c) er mindre end i vand, fordi sprit er lettere end vand.

Opdriften er en kraft, Ko, der virker opad på genstande under væske. Det viser sig, at Ko nøjagtigt svarer til tyngdekraftens virkning på den væske, genstanden skubber væk ("fortrænger").

En korkprops tyngde er mindre end tyngden af det vand, den skubber til side, hvis den dykkes helt ned under vandet. Det betyder, at den flyder med så stor en del under vandet, at tyngden af proppen er af samme størrelse som opdriften på det af den, der er under vandet.

Vores viden om opdrift kan vi udnytte til at bestemme rumfanget af en genstand (fx en sten) med stor nøjagtighed:

På en skålvægt afbalanceres stenen med blyhagl på højre vægtskål (a).
Dernæst sænkes stenen ned i vand, og på venstre vægtskål afbalanceres med vægtlodder (b). 
Antal gram vægtlodder svarer nu til stenens rumfang i cm3.

Forklaring: Lad os antage, at vi måtte lægge 40,00g på venstre vægtskål.
Tyngden af det fortrængte vand må svare til tyngden af vægtlodderne, når der er atter balance. Der er altså fortrængt 40g vand. Da 1cm3 vand netop vejer 1g, er der således også fortrængt 40,00cm3 - stenens rumfang: 40 cm3.

På vores skålvægt kan vi veje med ret stor nøjagtighed (10 mg), og det betyder, at vi kan bestemme genstandens rumfang med tilsvarende nøjagtighed (± 0,01 cm3). 
Prøv at finde ud af, hvor nøjagtigt, man kan måle rumfang v.hj. af et måleglas.

Overfladespænding
Alle væsker er tilsyneladende omgivet af en elastisk hinde. Fænomenet kaldes overfladespænding. Den vil prøve at trække enhver væske sammen til en kugle eller en dråbe. Det lykkes fx, når en lille smule vand falder frit eller når kviksølv lever op til sit navn ved at trille som små kugler på et bord.
Sæbebobler er smukke eksempler på, hvordan en væskes overfladespænding fremkalder en virkning som i en elastisk ballon!
Det er også overfladespænding, der gør, at et barberblad - og endda en synål - kan flyde oven på vand!

Med papirclipskroge lægges en synål oven på vandet - den flyder!
(Det virker bedst, hvis man smører nålen ind i lidt fedt (smør) først).
En stålnål kan altså flyde på vand, selv om den er ca. 8 gange så tung som vandet (har massefylden 7,9 g/cm3).
Med sæbe kan overfladespændingen nedsættes, så hvis man kommer et par dråber opvaskemiddel ned i vandet, synker nålen.

Nede i en væske ophæver de molekylære tiltrækningskræfter hinanden udadtil, men det gør de ikke i de øverste lag af væsken, for der er ingen molekyler ovenover til at sørge for balance i tingene - derfor overfladepænding!

Elektriske egenskaber
Bortset fra smeltede metaller er de fleste væsker dårlige ledere i "ren" tilstand, men når salte opløses i vand, dissocieres de. Dvs. saltets iongitter nedbrydes og ionerne vandrer ud i vandet. Da ioner jo er elektriske partikler, vil opløsningen være elektrisk ledende, fordi ionerne kan bevæge sig frit i væsken.
Væsker, hvor der ingen ioner er, leder ikke elektrisk strøm. Det gælder derfor også de fleste organiske væsker (benzin, sprit, olie mv.).


Gassers egenskaber
I modsætning til faste stoffer og væsker har gasser ingen overflade. 
Har man en beholder med luft, vil luften fordele sig i hele beholderen. Og fordi der er stor afstand mellem gasmolekyler, kan en portion gas presses sammen. Det kan faste stoffer og væsker med de tætliggende molekyler stort set ikke.

Molekyler i fast stof, væske og gas (luft).

Tryk i atmosfæren
Vi kan betragte atmosfæren som et stort lufthav, der omgiver jordkloden. Trykket på bunden af dette lufthav, altså nede ved jordoverfladen, svarer til tyngden af den luftsøjle, der ligger ovenover.
Efterhånden som vi stiger op gennem luften, falder trykket naturligvis, for luftsøjlen over os bliver mindre, og tyngden af luftsøjlen dermed også mindre.
Altså næsten tilsvarende væsketryk.
Der er dog den forskel, at luften kan presses sammen. Det betyder, at luftmolekylerne ved jordoverfladen (eller rettere havoverfladen) er tættest pakket, og at luften tynder ud, jo længere man kommer op. Kommer man højt nok, er der til sidst slet ingen luft tilbage. I 100 km's højde er der meget lidt luft, men helt op til næsten 10.000 km findes der dog endnu en lille bitte smule.

Når luften tynder ud opefter, betyder det også, at tyngden af den ovenliggende luftsøjle meget hurtigt bliver lille. Som tidligere nævnt er lufttrykket ved havets overflade ca. 10 N/cm2. Allerede 5,6 km oppe er det kun halvt så stort. Det betyder faktisk, at 

halvdelen af al luft i atmosfæren ligger inden for en afstand af 5,6 km fra jorden.

For ca. hver 5,6 km halveres trykket igen. Ved hjælp af et regneark kan du snart danne dig et indtryk af, hvor hurtigt trykket falder opad gennem atmosfæren.

Trykket på toppen af de højeste bjerge 
er ca. 1/4 af det ved jordoverfladen!

Det er værd at være opmærksom på, hvor tynd den "skal" af luft er, der omgiver os. Det er grunden til, at vi skal passe på, hvad og hvor meget, vi sender ud i den fra vore skorstene og udstødninger!

På denne bid af jorden svarer stregtykkelsen til ca. 100 km, altså den totale atmosfæretykkelse. De nederste 5,6 km vil altså være en utrolig tynd streg. 

Lufttryk måler vi med et barometer. Der findes tre vigtige typer:
bullet Kviksølvbarometeret
bullet Aneroidbarometeret
bullet Det elektroniske barometer
Kviksølvbarometeret består af et bøjet glasrør, hvori der er fyldt kviksølv. Røret er lukket i den ene ende og åben ud mod atmosfæren i den anden. 
I den lukkede ende er der lufttomt og altså ikke noget lufttryk. Atmosfæretrykket holder kviksølvsøjlen h oppe, og tyngden af den svarer da til lufttrykket. I gennemsnit vil h være 760 mm, hvilket svarer til 1 atm.

Aneroidbarometeret, i princippet blot en lukket blikdåse, en stor buet fjeder og en viser med skala. Ved at lave låg og bund af bølget blik, gør man dem lettere bevægelige, og ved at pumpe dåsen lufttom, betyder temperaturen ingenting for udslaget (udvidelse ved opvarmning).

Det elektroniske barometer har indbygget en sensor (føler), der registrerer lufttryk, og elektronikken sørger for, at resultatet bliver vist på et display - som ved masser af andre elektroniske apparater. Du kan endog få et armbåndsur med indbygget elektronisk barometer!

Der bruges desværre mange forskellige enheder, når vi snakker lufttryk:

  1. Den grove enhed er atmosfære, atm. Normaltrykket ved havoverfladen er 1 atm.
  2. Den traditionelle er mmHg (millimeter kviksølv). Det stammer naturligvis fra kviksølvbarometeret og fortæller, hvor høj en kviksølvsøjle, atmosfæretrykket kan løfte. Gennemsnitligt ligger lufttrykket ved havoverfladen på omkring 760 mmHg.
  3. Den bedste (SI-enheden) er pascal, Pa. - og det er den, fordi den går ud fra enhederne Newton og m. 1 Pa = 1 N/m2. 1 atm = 101330 Pa. For at undgå nogle nuller, angiver meterologerne oftest lufttrykket i hektopascal (hPa), så vi får 1 atm = 1013,3 hPa. Det er den enhed, du som regel hører i vejrudsigten fra DMI (Danmarks Meteorologiske Institut) i radio og på tv.
  4. Vi har brugt at angive trykket i N/cm2 og har sagt, at 1 atm. er næsten det samme som 10 N/cm2.
  5. Af og til angives lufttrykket også i Bar eller millibar. 1 bar = 10 N/cm2.
  6. I andre tilfælde (fx bildæk) måles tryk i PSI (engelsk enhed). 1 atm = 14,7 PSI . Det bliver også angivet i kg/cm2, hvor 1 atm = 1,033 kg/cm2 - det er en dårlig enhed, fordi kg ikke er en trykenhed.

De vigtigste enheder for måling af (luft-)tryk er:

1 atm. = 760 mmHg = 1013,3 hPa = 1013,3 millibar = 10,13 N/cm2

Når man laver eksperimenter i skolens laboratorium, er det mest overskueligt at bruge N/cm2, fordi vi der bruger kraftmålere, der måler N og linealer, der måler cm. 

Tryk i indespærret luft
Når vi studerer en afgrænset luftmængde, fx den i en lukket cylinder med et stempel, er det en fordel at betragte tryk ud fra molekylteorien. Efter denne teori skyldes lufttryk molekylernes konstante bombardement af en flade.
Så er det indlysende, at presses det samme antal molekyler sammen til at fylde det halve (til det halve rumfang), bliver antal molekylsammenstød med cylindervæggen dobbelt så stort - med andre ord: Trykket bliver det dobbelte ( når temperaturen holdes konstant).
Hvis trykket i a er p, bliver trykket i b 2p og trykket i c 4p.

Det er også indlysende, at trykket bliver større, hvis molekylernes fart er større, for så støder de hårdere mod siderne. Og større molekylfart svarer til højere temperatur.
Trykket i en lukket beholder kan altså forøges på to måder: Ved at presse luften sammen og/eller ved at varme den op.
Omvendt kan trykket naturligvis formindskes ved at øge rumfanget og/eller ved at køle luften ned.

Sammenhængen mellem tryk (P), rumfang (V), absolut temperatur (T) hvor R er en konstant (Boyles lov). Formlen gælder for et mol (antal gram svarende til molekylmassen):
Formlen her udtrykker sammenhængen mellem tryk, rumfang og absolut temperatur, Boyles lov:

P er trykket, V er rumfanget, T er absolut temperatur og R er en konstant. Formlen gælder for ét mol (antal gram svarende til molekylmassen).

Formlen fortæller:
Hvis temperaturen er konstant, og rumfanget fx halveres, stiger trykket til det dobbelte (P og V er omvendt proportionale):

Hvis rumfanget er konstant, og temperaturen (°K) fordobles, fordobles også trykket (T og P er ligefrem proportionale):

 

Opdrift
Ganske som i væsker er der også opdrift i luft. Tydeligst ses det på en ballon fyldt med hydrogen eller helium den stiger til vejrs. Opdriften på en blykugle af samme størrelse som ballonen er lige så stor. Men da blykuglens tyngde er meget stor, betyder opdriften ingenting. Ballonens tyngde er mindre end opdriften på den, derfor stryger den op.
Tilsvarende som ved væsker er opdriften lige så stor som tyngden af den fortrængte luft.
Det er opdriften, der er skyld i, at varm luft stiger til vejrs, så svævefly og måger kan "ligge i luften". De fleste faktorer, der bestemmer vejret, hænger også sammen med opdriften. Prøv selv at tænke nærmere efter!

Luftfugtighed
Atmosfærens luft - indendørs som udendørs - indeholder altid vanddamp, der stammer fra fugtige flader mv. 
Indendørs drejer det sig om menneskers "fugtige flader" (lunger, svælg og hud) samt om fugt fra madlavning og vådrum (baderum, køkken, bryggers).
Udendørs er det den fugtige jordoverflade, planter og vandoverflader.

Luftfugtighed kan angives på to måder: absolut og relativ luftfugtighed.

Den absolutte fugtighed er det antal gram vanddamp, der er i én m3 luft. Det er sjældent, man har brug for at kende denne størrelse, så den vil vi ikke gøre mere ud af.

Relativ fugtighed (RF) vil sige den procentdel vanddamp, luften indeholder i forhold til det, den kan indeholde, før dampen kondenserer (fortættes, bliver til dug, tåge eller dråber) ved den pågældende temperatur.
Hvis der er tåge, er RF 100% - der kan ikke være mere vanddamp i luften, den er mættet med vanddamp.

50% luftfugtighed er almindelig i en stue ved 21°C. Hvis en ydervæg i samme stue er omkring 10°C, vil vanddampen i luften kondensere, og der dannes kondensvand på væggen!

Jo varmere luften er, des mere vanddamp kan den indeholde, uden at dampen kondenserer. På diagrammet ser du, at ved 30°C kan luften indeholde 30g vand pr. m3, før det når dugpunktet, men ved 21°C kun ca. 18g/m3 og ved frysepunktet 5g/m3.
Mens jeg skriver dette, er udetemperaturen ca. 0°C, og der er let tåge, eller med andre ord: Luften er mættet med vanddamp. Går du vandret ind fra punktet (0,5), rammer du 50% RF-kurven ved t = 10°C. Den samme luft ved 10°C vil altså have en relativ fugtighed på 50%. Med andre ord: Lukker man kold udeluft ind i et varmt rum, bliver luften tør. Indeluften bliver af den grund meget tør om vinteren, hvis man "lufter godt ud" i huset.
Når du kender begrebet relativ luftfugtighed, kan du forstå en masse fænomener:

Hvorfor der bliver tåge i badeværelset, når du tager bad.
bulletHvorfor spejlet dugger.
bulletHvorfor vinduer dugger.
bulletHvad mosekonebryg er.
bulletHvorfor nogle vægge bliver fugtige, og hvad man kan gøre for at undgå det.
bulletHvorfor skyer kan opstå "ud af den blå luft".

 

Relativ fugtighed måles med et hygrometer, som enten kan være mekanisk eller elektronisk. 
Luftfugtigheden har stor betydning for indeklimaet og velbefindendet både for mennesker og husstøvmider i et hus. Der skal være et vist forhold mellem temperatur og luftfugtighed. Ved stuetemperatur skal der være mellem 25% og 70%. Om vinteren skal den være lavest (under 40%) for at undgå kondensvand på kolde flader.

 
Elektriske forhold i gasser - plasma
Et plasma er en gas, der ikke blot består af molekyler eller atomer, men for en stor del også af ioner og elektroner, der fremkommer, når kraftig påvirkning slår elektroner ud af gassens atomer eller molekyler. I naturen opstår plasma omkring lyn og i stjerners indre. En gas kan nemlig blive til plasma enten ved en høj spænding eller ved høj temperatur.
Teknisk optræder plasma i forbindelse med høje spændinger i gas under lavt tryk, som fx i et lysstofrør. De elektriske partikler i et plasma kan styres af elektriske og magnetiske felter og ledes hen, hvor man ønsker det.

Stof og varme
Varmekapacitet
Alle materialer, fx en sten eller en portion vand, kan optage og gemme varme. Men ikke alle materialer er lige gode til det. Vi kalder denne evne til at optage varme for materialets varmekapacitet, og vi finder den ved at måle, hvor meget varmeenergi, der skal til for at varme materialet 1° C op.

Varmekapacitet for nogle stoffer målt i J/(kg ×°K)

Vand  4190
Sprit  2470
Olie  1840
Plast  960
Aluminium  920
Sten  800
Jern  490
Kobber  390

Her vil vi se et par eksempler på, hvad varmekapacitet betyder i praksis: 
Noget af det, der springer i øjnene, er, at der skal langt mere energi til for at varme et kg vand op end til et kg af ethvert andet materiale. 
Vand kan altså "opsuge" megen varmeenergi, og det betyder at vand er godt til at opbevare ("gemme") energi i. Det er samtidig billigt og lettilgængeligt, og det forurener ikke, så til de fleste varmeanlæg er der knyttet et "varmelager" i form af en isoleret vandtank (varmtvandsbeholder, gennemstrømnings-beholder mv).

Lille kraftvarmeværk med varmtvandslager.

Naturen "gemmer" en stor del af sin varmeenergi i havene. Sommerens varme lagres og afgives om vinteren til luften, som blæser ind over landet. Derfor er temperaturudsvingene mellem sommer og vinter langt mindre i kystnære områder som Danmark end inde midt i Rusland (kystklima/fastlandsklima).

Den specifikke armekapacitet fortæller, hvor meget energi der skal til for at opvarme 1 kg af et materiale 1°C.

Varmeledningsevne
Et stofs evne til at lede varme kaldes dets varmeledningsevne, l Varmeledningsevnen er et udtryk for, hvor godt et materiale leder varmen - stor l-værdi betyder god varmeledning:
Her er nogle eksempler på l-værdier målt i W/(m ×°K)
Sølv   413
Kobber  384
Støbejern  47
Jernbeton  1,7
Glas  0,8
Tegl (mursten mm.)  0,7
Træ  ~0,1
Letbeton  ~0,1
Glasuld  0,04
Atm. luft (tør)  0,026

Af tabellen kan du se, at luft leder meget dårligt, hvilket også betyder, at materialer med "indbygget luft" som Glasuld, gasbeton, termoruder ol. isolerer godt. Det fremgår tydeligt af næste tabel (U-værditabellen)

Isolering og U-værdi (eller k-værdi)
Som sædvanlig vil vi gerne have tal på de ting, vi snakker om i fysik. Det gælder også, når det drejer sig om isolering af huse. Her bruger vi begrebet U-værdi: Jo lavere U-værdi, des bedre isolering.

Eksempler på U-værdier målt i W/(m2 × °K):
Uisoleret hulmur  1,4 
Isoleret hulmur (10cm isol.)  0,4
Enkeltlagsrude  6,6
Dobbeltrude (termorude)  3,2
Trelagsrude  2,0
Energirude  1,0
Uisoleret loft  1,1
Loft med 10 cm isolering  0,4
Loft med 20 cm isolering  0,2

Af skemaet kan du fx. se, at der forsvinder næsten lige så meget effekt (energi pr. tidsenhed) ud af én m2 termorude som ud af 10 m2 isoleret mur.
Du kan også se, at en energirude er bedre til at holde på varmen end en uisoleret hulmur.
I et nyt hus, skal ydervægge mindst ned på U = 0,30 og lofter på U = 0,15.

U-værdien fortæller, hvor mange watt der strømmer gennem en kvadratmeter flade (mur, loft, vindue), når forskellen mellem ude og indetemperatur er 1°C.