Näkymätön ilmanpaine paljastuu! Tyhjiökotelon avulla ilmamysteerin jäljillä (leipäkotelo käytössä)

Olen Ken Kuwako, tiedekouluttaja. Jokainen päivä on koe.

Oletko koskaan kuullut tarinaa siitä, kuinka sipsipussi pullistuu kuin ilmapallo, jos sen vie korkealle vuorelle? Melkein kuin se olisi räjähtämäisillään! Tämän takana on itse asiassa ”ilman voima” eli ilmanpaine, jota emme arjessa ajattele lainkaan.

Me elämme ilman paineen (eli painovoiman) alla tuntematta sitä, aivan kuten kala ei tunne veden painoa. Mutta tämä voima on todellinen. Tänään esittelen jännittävän kokeen, joka visualisoi tämän ”näkymättömän voiman” ja paljastaa syyn siihen, miksi herkkupussit pullistuvat vuorilla.

Luodaan ”korkea paikka” maan tasolla!

Sain tämän idean kollegaltani, opettaja K:lta. Käytimme kokeessa kotitalouksien ”tyhjiöleipälaatikkoa”. Vaikka se on alun perin suunniteltu suojaamaan leipää kosteudelta, se onkin erinomainen väline luonnontieteen kokeisiin. Sitä myytiin jopa Amazonissa.

Tyhjiöleipälaatikko

Tämän laatikon ja pumpun avulla imemme ilmaa ulos, luoden ”harvaa ilmaa” (eli matalaa ilmanpainetta). Näin voimme keinotekoisesti simuloida korkealla vuorella tai jopa lähes avaruudessa vallitsevaa tilaa.

Nähdään näkymätön ”ilman paino”

Ensiksi asetimme laatikkoon aneroidi-ilmapainemittarin ja imimme ilmaa ulos pumpulla.

Aneroidi-ilmanpainemittari

Ilmanpaine on kirjaimellisesti ”ilman puristusvoimaa”. Se on se voima, joka painaa meitä jatkuvasti – maasta aina yläilmakehän ja avaruuden rajalle asti ulottuvan ”ilmapilarin paino”.

Kun aloimme poistaa ilmaa laatikosta… ilmanpainemittarin viisari laskeutui nopeasti!

Koska ilman määrä laatikossa vähenee, myös sen ”paino” vähenee luonnollisesti. Vaikka emme näe sitä, viisarin liike todistaa, että ”ilmaa todella vähenee ja paine laskee”. Tämä oli todella mielenkiintoinen hetki.

Miksi herkkupussit pullistuvat? – Ilman ”työntövoima”

Seuraavaksi oli vuorossa päivän päätähti: laitoimme pussitetut makeiset (esim. yksittäispakatut keksit) tyhjiölaatikkoon ja laskimme ilmanpainetta samalla tavalla.

Ennen ilman poistoa

Ilman poiston jälkeen

Ja mitä tapahtui? Pussi alkoi pullistua todella pallomaiseksi! Se täyttyi kuin ilmapallo. Mutta miksi?

Normaalisti maanpinnalla (yhden ilmakehän paineessa) herkkupussi on tasapainossa: ”voima, jolla ilma työntää pussista ulos” ja ”voima, jolla ulkopuolinen ilma (ilmanpaine) työntää pussia sisään” ovat tasan. Kuvittele, että ne työntävät toisiaan samalla voimalla.

Kuitenkin, kun poistamme ilmaa tyhjiölaatikosta, ulkopuolelta tuleva työntövoima (ilmanpaine) heikkenee nopeasti. Mitä silloin tapahtuu? Aivan oikein, koska sisäpuolelta ulospäin suuntautuva voima pysyy samana, sisäinen voima ”voittaa” ja täyttää pussin suureksi kuin ilmapallo.

Vuoret, avaruus ja kehomme

Tämä on täsmälleen sama periaate kuin ”ilmiö, jossa herkkupussit pullistuvat vuorilla”.

Mitä korkeammalle vuoristoa nouset, sitä lyhyemmäksi (eli kevyemmäksi) yläpuolellasi oleva ilmapilari muuttuu. Eli ilmanpaine laskee. Siksi maanpinnalla täytetty herkkupussi alkaa pullistua itsestään, kun ulkopuolelta tuleva työntövoima heikkenee.

Tämä koe on erittäin mielenkiintoinen, sillä sen avulla voimme turvallisesti simuloida korkean vuoriston olosuhteita maan tasalla.

Jos tätä periaatetta viedään pidemmälle, avaruudessa (joka on lähes tyhjiö = nolla ilmanpainetta) herkkupussi todennäköisesti räjähtäisi hetkessä.

Mieti myös jotain lähempänä arkea: muistatko, miltä korvissa tuntuu lentokoneessa nousun jälkeen? Ne menevät ”lukkoon” tai tuntuvat hieman tukkoisilta, eikö? Sekin on todiste siitä, että kehomme tuntee eron maanpinnan 1 ilmakehän paineen ja koneen säädetyn matalamman paineen välillä. Elämme suojattuina ja tuettuina planeettamme ”ilman painolla” enemmän kuin uskommekaan.

Yhteydenotot ja pyynnöt

Tehdään tieteen ihmeistä ja hauskuudesta helpommin lähestyttävää! Olen koonnut selkeät ohjeet ja vinkit hauskoihin tiedekokeisiin, jotka voit tehdä kotonasi. Selaa ja etsi lisää! ・Tieteen vinkkikirjamme (Kagaku no Netachō) on julkaistu kirjana. Lue lisää täältä. ・Tietoa ylläpitäjästä, Ken Kuwakosta, löydät täältä. ・Erilaiset pyynnöt (kirjoittaminen, luennot, kokeilupajat, TV-konsultaatio/esiintymiset, jne.) täältä. ・Artikkelien päivitykset jaetaan X:ssä!

Kagaku no Neta Channel -kanavalla julkaistaan kokeiluvideoita!

３月のイチオシ実験！

• 押し花を作ろう！：梅や桜の花の押し花を作ってみましょう。特別なケースに入れると、長く保存できて、しおりにもなります。

テレビ番組・科学監修等のお知らせ

• 「月曜から夜更かし」（日本テレビ）にて科学監修・出演しました。
• 2月27日放送予定「チコちゃんに叱られる」（NHK）の科学監修しました。

書籍のお知らせ

• 1/27 『見えない力と遊ぼう！電気・磁石・熱の実験』（工学社）を執筆しました。
• サクセス15 ２月号にて「浸透圧」に関する科学記事を執筆しました。
• 『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。

講師・ショー・その他お知らせ

• 3/20（金）　日本理科教育学会オンライン全国大会2026「慣性の法則の概念形成を目指した探究的な学びの実践」について発表します。B会場 第３セッション： 学習指導・教材（中学校）③　11:20-12:20
• 7/18（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。
• 10/10（土）　秘密兵器「帯電ガン」が炸裂！ビリビリ！ドキドキ！静電気サイエンスショー＠千葉市科学フェスタ（午後予定）
• 各種SNS　X(Twitter)／instagram／Facebook／BlueSky／Threads

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。