Kiehuu ilman lämpöä?! Yllättävä alipainekiehumisen koe yhdellä ruiskulla (Olomuodon muutos)
Tervehdys! Olen Ken Kuwako, tiedevalmentaja. Jokainen päivä on uusi koe.
”Vesi kiehuu vasta 100 asteessa”… Luuletko sinäkin näin? Itse asiassa on olemassa lähes taianomainen tapa saada hieman jäähtynyt, haaleakin vesi kuplimaan ja kiehumaan silmänräpäyksessä – ilman tulta tai liettä.
Tässä artikkelissa esittelen hämmästyttävän alipainekiehumiskokeen, jonka voit kokea itse pelkän lääkeruiskun avulla. Katsotaan yhdessä, kuinka oppikirjoista tuttu aineen olomuodon muutos herää eloon ja muuttaa muotoaan dynaamisesti suoraan silmiesi edessä.
Ihmeellinen ruisku, joka saa veden kiehumaan ilman lisälämpöä
Koulun fysiikan ja kemian tunneilla opimme, että lämpötilan muutos saa veden muuttumaan jääksi tai höyryksi. Mutta tiesitkö, että myös painetta muuttamalla voimme vaikuttaa aineen olomuotoon dramaattisesti? Tämä koe on yksinkertainen mutta oivaltava, ja opin sen kollegaltani, opettaja Y:ltä.
Mitä tarvitset: ・Lääkeruiskun (ilman neulaa) ・Kuumaa vettä (noin 70-asteista)
Kokeen vaiheet:
Valmistele ensin esimerkiksi vedenkeittimellä noin 70-asteista vettä astiaan.
Vedä ruiskuun pieni määrä tätä vettä. Tärkeää on jättää ruiskuun reilusti tilaa, jotta voit myöhemmin vetää mäntää kunnolla taaksepäin.
Peitä ruiskun kärki tiukasti peukalollasi, jotta se on ilmatiivis.
Vedä nyt mäntää voimakkaasti ulospäin laskeaksesi ruiskun sisäistä painetta.
Katso, mitä tapahtuu! Vaikka et lisännyt lämpöä, vesi ruiskun sisällä alkaa yhtäkkiä kuplia ja kiehua voimakkaasti.
Vielä mielenkiintoisempaa on se, että kun päästät männän takaisin, kiehuminen lakkaa välittömästi. Tämä todistaa selvästi, että nimenomaan paineen muutos on kiehumisen syynä tässä kokeessa.
Miksi riisin keittäminen vuoren huipulla on vaikeaa?
Miksi vesi alkaa kiehua, kun paine laskee?
Vesi pysyy nesteenä, koska ympäröivän ilman paino (ilmanpaine) painaa vesimolekyylejä alas ja estää niitä karkaamasta. Normaalissa ilmanpaineessa vesimolekyylit tarvitsevat 100 asteen lämpötilan voittaakseen tämän ilman vastuksen. Kun ruiskuun luodaan lähes tyhjiö (alipaine), molekyylejä alaspäin painava voima heikkenee. Tällöin vesimolekyylit pääsevät karkaamaan vapauteen jo alhaisemmassa lämpötilassa, ja kiehuminen alkaa.
Lähde: Rikanenpyo – Mikä on kiinteän, nesteen ja kaasun olomuoto? https://official.rikanenpyo.jp/posts/6660
Tämä ilmiö on läsnä myös jokapäiväisessä elämässämme. Esimerkiksi Fuji-vuoren huipulla 3776 metrin korkeudessa ilmanpaine on vain noin kaksi kolmasosaa merenpinnan tasosta. Siellä vesi kiehuu jo noin 80–90 asteessa. Siksi riisin keittäminen tavallisessa kattilassa on vaikeaa – vesi kiehuu pois, mutta lämpö ei riitä kypsentämään riisin ydintä kunnolla.
Korkealla vuoristossa myös sipsipussit turpoavat paine-eron vuoksi.
Tavallisen ruiskun avulla voit luoda samanlaisen ympäristön kuin korkealla vuoren huipulla. Juuri tämä on kokeilun suola! Kokeile ihmeessä eri lämpöisillä vesillä, kuinka viileän veden saat vielä kiehumaan.
Yhteydenotot ja tiedustelut
Tiede on lähempänä kuin uskotkaan! Kerään sivuilleni hauskoja ja helposti toteutettavia tiedekokeita vinkkeineen. Tutustu ja inspiroidu! ・Tiedeblogini on nyt myös kirjana. Lue lisää täältä. ・Lisätietoa minusta (Ken Kuwako) löydät täältä. ・Yhteistyöpyynnöt (kirjoittaminen, luennot, tiedepajat, TV-konsultointi jne.) tämän linkin kautta. ・Seuraa uusimpia päivityksiä X-palvelussa!
Tiedevinkkien YouTube-kanava täynnä koe-videoita!
