Näkyvä ilmakanuuna kuivajäällä! Maidonkartonista tehtävä versio – savurenkaat tanssivat huoneessa

Hei, olen tiedekouluttaja Ken Kuwako. Joka päivä on koe.

【Tämä artikkeli on saatavilla myös radiossa!】

Kun kuulet ”ilmatykin”, monilla saattaa olla mielikuva ”jostain, mikä ampuu ilmaa…?” Mutta mitä jos se näkymätön ilma muuttuisi näkyväksi, savurenkaiksi? Se on todella outo ja yllättävä ilmiö! Tällä kertaa esittelen luokkaidean ”ilmatykin valmistamisesta kuivajään avulla”, mikä on täydellinen koe ilmavirtauksen visualisoimiseksi.

Tämä on yksinkertainen, mutta oppilaiden huomion vangitseva materiaali, jossa käytetään tuttuja materiaaleja, kuten maitopurkkia ja kuivajäätä, ja luodaan savurenkaita, jotka ilmestyvät kuin ninjat. ”Miksi se muodostaa renkaan?”, ”Miksi se lentää?” Tässä kokeessa herää luonnollisesti kiinnostus fysiikkaa kohtaan. Valmistelut ovat helppoja, ja koe voidaan toteuttaa sekä luonnontieteiden luokkahuoneessa että tavallisessa luokkahuoneessa.

Miksi ilmatykki on ”näkyvä”?

Pahvilaatikosta valmistettu ilmatykki on kuuluisa, mutta ilman liike on näkymätöntä, joten sen olemassaolon voi ymmärtää vain reaktioiden, kuten paperimukin kaatumisen, kautta. Siksi kuivajään savua käyttämällä visualisoimme itse ilmavirtauksen. Tämä ”visualisointi” antaa meille mahdollisuuden havainnoida, miten ilmapaketti (pyörrerengas) lentää ja miten se katoaa, mikä syventää ymmärrystä huomattavasti.

Itse asiassa näitä ”pyörrerenkaita” on paljon ympärillämme. Esimerkiksi tulivuoren purkauksissa syntyvät munkkirinkilän muotoiset savupylväät, tupakan savu ja suuria renkaita taivaalle piirtävät savukoneet hyödyntävät kaikki tätä pyörrerenkaan periaatetta. Tekemällä ilmavirtauksesta näkyvän voimme huomata ilman voiman ja nesteiden ominaisuudet, joita yleensä emme huomaa.

Tunnin valmistelu ja kokeen vaiheet

【Tarvikkeet】

Maitopurkki (1 litran tyyppi suositellaan)

Kuivajäätä (1 kg alle 1000 jeniä. Saatavilla jäätelökaupoista tai supermarketeista)

Akvaario tai läpinäkyvä laatikko (syvyys noin 20–30 cm)

Kuumaa vettä (noin 40 ℃)

Mattopuukko, sakset

Käsineet tai pihdit (kuivajään käsittelyyn)

【Ennakkon valmistelu】

Käytä kuivajäätä mahdollisimman pian oston jälkeen.

Joissakin jäätelökaupoissa saattaa tarvita varausta, joten tiedustele etukäteen.

Valmistus- ja koeohjeet

① Maitopurkin muokkaus
→ Leikkaa yläosa irti ja tee pohjaan halkaisijaltaan 4–5 cm:n pyöreä reikä.

② Savunmuodostuslaitteen valmistelu
→ Laita akvaarioon noin 40 ℃ kuumaa vettä ja lisää pieni määrä kuivajäätä.
→ Savua (kaasumaisen hiilidioksidin ja vesihöyryn seos) alkaa tulla ulos.

③ Maitopurkin asennus
→ Aseta purkki leikattu puoli alaspäin ja reikä ylöspäin akvaarion päälle niin, että savu kerääntyy sisälle.

④ Ilmatykin laukaisu!
→ Taputa kevyesti purkin sivua, jolloin savurenkaat lentävät ulos!

Ilmatykin periaatteen (ilmapaketti etenee reiän läpi eteenpäin) ymmärtäminen ”näkyvänä ilmiönä” on tärkein asia. Kiinnitetään huomiota savurenkaiden muotoon, kokoon ja lentomatkaan. Kysymyksestä ”Miksi se muodostaa renkaan?” voidaan luonnollisesti siirtyä syvemmälle pyörteiden rakenteeseen ja nesteiden ominaisuuksiin. Koe voidaan laajentaa myös tutkimuksellisiin tehtäviin, kuten ryhmäkilpailuun renkaiden vakaudesta.

Laajennusehdotuksia ja sovelluksia

Kehittyneempiä kysymyksiä:
”Miksi rengas katoaa matkalla?”
”Mitkä tekijät vaikuttavat lentomatkaan?”

Vertailukokeet:
Mitä tapahtuu, jos reiän muoto on neliö pyöreän sijaan?
Mitä tapahtuu, jos reiän kokoa muutetaan?
Mitä tapahtuu, jos savun tyyppiä muutetaan?

Yhteys arkeen:
Tulivuoren purkaukset, tupakan savu, lentokoneiden jättövanat, savukoneet jne.

Ilma on ”läpinäkyvää”, mutta sillä on näkymätön ”voima”. Tämä koe, joka visualisoi tämän voiman, on erittäin tehokas myös niille oppilaille, jotka kokevat fysiikan vaikeaksi. Luokkahuoneessa leijuvat pehmeät savurenkaat. Niiden kauneus ja mysteeri välittävät tieteen viehätyksen hetkessä.

Yhteydenotot ja pyynnöt

Tee tieteen ihmeistä ja hauskuudesta entistäkin helpommin lähestyttävää! Olen koonnut ymmärrettävästi hauskoja tieteellisiä kokeita, jotka voi tehdä kotona, ja niiden vinkkejä. Etsi lisää!

Tietoja ylläpitäjästä, Ken Kuwakosta, löydät täältä.

Erilaiset pyynnöt (kirjoittaminen, luennot, tiedeluokat, TV-konsultointi, esiintymiset jne.) täältä.

Artikkelipäivitykset julkaistaan X:ssä!

Tieteen temppukanavalla on kokeiluvideoita!

５月のイチオシ実験！

キーンと冷えるドライアイス！気温が上がってくるこの時期・ドライアイスを使った昇華・凝結・等速度直線運動の実験はいかが？

液体ゼロ！ドライアイスが消えるまでの３時間を科学する（昇華・凝結・等速度直線運動）

テレビ番組監修・イベント等のお知らせ

• 4月30日（木）「THE突破ファイル」（日本テレビ）の科学監修を担当しました。
• 5月8日（金）理科教育ニュースを担当しました。
• 6月14日（日）　千葉大学インスタレーション「探究」にて講師を務めます
• 6月26日（金）　千葉大学の公開研究会（中学理科について授業公開予定）
• 7月18日（土）　教員向け実験講習会「ナリカカサイエンスアカデミー」の講師をします。お会いしましょう。

書籍のお知らせ

• 『大人のための高校物理復習帳』（講談社）…一般向けに日常の物理について公式を元に紐解きました。特設サイトでは実験を多数紹介しています。※増刷がかかり６刷となりました（2026/02/01）
  
  
• 『きめる!共通テスト 物理基礎 改訂版』（学研）…　高校物理の参考書です。イラストを多くしてイメージが持てるように描きました。授業についていけない、物理が苦手、そんな生徒におすすめです。特設サイトはこちら。
  

各種SNS（更新情報をお届け！）

X(Twitter)／instagram／Facebook（日本語）

BlueSky／Threads（英語）

Explore

• 楽しい実験…お子さんと一緒に夢中になれるイチオシの科学実験を多数紹介しています。また、高校物理の理解を深めるための動画教材も用意しました。
• 理科の教材… 理科教師をバックアップ！授業の質を高め、準備を効率化するための選りすぐりの教材を紹介しています。
• Youtube…科学実験等の動画を配信しています。
• 科学ラジオ …科学トピックをほぼ毎日配信中！AI技術を駆使して作成した「耳で楽しむ科学」をお届けします。
• 講演 …全国各地で実験講習会・サイエンスショー等を行っています。
• About …「科学のネタ帳」のコンセプトや、運営者である桑子研のプロフィール・想いをまとめています。
• お問い合わせ …実験教室のご依頼、執筆・講演の相談、科学監修等はこちらのフォームからお寄せください。