Opitaan moottorin toiminta yllättävällä ”PAM!”-äänellä – alkoholin räjähdyskokeen salaisuus (termodynamiikan ensimmäinen laki)

Moi! Täällä Ken Kuwako, tiedevalmentajasi. Jokainen päivä on uusi koe.

Palaa erikoissivulle

Pieni ”poks” avaa oven tieteen maailmaan! Turvallinen termodynamiikan koe kotikeittiöön

【Kuuntele tämä artikkeli myös radiona!】

Kun jokin lennähtää vauhdilla silmiemme edessä, meissä kaikissa herää lapsenomainen into – ihan ilman sen kummempia selityksiä. Oletko koskaan pysähtynyt miettimään arjen keskellä, miten asiat oikein toimivat?

Tänään kutkutan uteliaisuuttasi jännittävällä mutta turvallisella tiedekokeella. Pääosassa on jotain, mitä löytyy lähes jokaisesta kodista: käsidesi eli alkoholihuuhde. Se on taika-avain, jolla vapautamme näkymättömän mutta valtavan voiman.

Sana ”räjähdys” saattaa kuulostaa hurjalta, mutta ei hätää. Kyseessä on hallittu reaktio, jossa pieni määrä alkoholia muuttuu kaasuksi ja laajenee silmänräpäyksessä. Tässä kokeessa pääset näkemään, kuulemaan ja melkein tuntemaan, kuinka ”kaasu tekee työtä”. Tämä on suora reitti termodynamiikan kiehtovaan maailmaan – samaan ilmiöön, joka liikuttaa autojen moottoreita ja lennättää raketteja avaruuteen.

Lähde mukaani kokemaan yllättävä ”poks” ja löydä tieteen riemu uudelleen!

Tämä koe ei ainoastaan auta ymmärtämään palamisen ja räjähdyksen eroa, vaan se on paras tapa visualisoida lukiofysiikan pähkinää: termodynamiikan ensimmäistä pääsääntöä.

Tiederesepti: Alkoholiräjähdys kotikonstein

Kokeen ydin on tässä: kun pieni määrä alkoholia palaa, suljetun tölkin sisällä oleva ilma kuumenee ja laajenee välittömästi. Koska kaasulla ei ole muuta pakoreittiä, se lennättää kantena toimivan pahvimukin korkeuksiin.

Tarvikkeet

• Pahvimuki: Toimii kantena (ja ammuksena). Tavallinen koko käy mainiosti.
• Alumiinitölkki: Tyhjä juomatölkki. Tasapohjainen malli on vakain.
• Tölkinavaaja: Tölkin yläosan poistamiseen.
• Naskali tai piikki: Pienen sytytysreiän tekemiseen tölkin pohjaan.
• Käsidesi tai alkoholi: Vähintään 70 % etanoli. Suihkutettava malli on paras, koska se muodostaa helposti hienoa sumua.
• Sytytin: Pitkävartinen sytytin (”toho”) on turvallisin.
• Turvavarusteet: Märkä rätinkuvatus ja vesiämpäri ovat välttämättömiä varmuuden vuoksi.

Vaihe vaiheelta: Turvallisuus edellä!

Kun kaikki on valmiina, aloitetaan. Tarkkuus on onnistumisen ja turvallisuuden tae.

1. Poista tölkin kansi Leikkaa tölkinavaajalla alumiinitölkin yläosa kokonaan pois. Varo teräviä reunoja! Pese ja kuivaa tölkki huolellisesti.
2. Tee sytytysreikä Tee tölkin pohjan keskelle pieni reikä naskalilla. Tämä on tulen sisäänkäynti. Ole varovainen, ettet pistä itseäsi sormeen.
3. Lisää alkoholi (TÄRKEÄÄ!) Suihkauta tölkkiin vain 2 painallusta tai 2–3 pisaraa alkoholia. Älä missään nimessä laita enempää! Liika alkoholi voi jättää tölkkiin palavan liekin, mikä on vaarallista. Tämä pieni määrä riittää vapauttamaan tieteen voiman.
4. Höyrystä ja sekoita Aseta pahvimuki kevyesti tölkin päälle. Ravista tölkkiä varovasti muutaman kerran, jotta alkoholi höyrystyy ja sekoittuu tölkin sisällä olevaan ilmaan.
5. H-hetki: Sytytys! Varmista, että märkä rätti ja ämpäri ovat käden ulottuvilla. Tuo sytyttimen liekki tölkin pohjassa olevan reiän kohdalle.

Tulokset: ”Poks” on termodynamiikan taikaa

https://youtu.be/mTNW7m13Eyc

Sillä sekunnilla kun liekki kohtaa höyryn, kuuluu napakka ”poks” ja muki ampaisee ilmaan! Tämä johtuu siitä, että alkoholihöyry palaa välittömästi, jolloin tölkin sisäilman lämpötila nousee rajusti. Kuuma ilma yrittää laajentua voimakkaasti ja työntää mukin tieltään.

Tämä on elävä esimerkki termodynamiikan ensimmäisestä pääsäännöstä. Alkoholin sisältämä ”kemiallinen energia” muuttuu palamisessa ”lämpöenergiaksi”. Tämä lämpö tekee ”työtä” työntämällä kaasua, mikä lopulta muuttuu mukin lennättäväksi ”liike-energiaksi”. Energia ei häviä, se vain muuttaa muotoaan silmiemme edessä!

Tässä vielä lämpökamerakuva ilmiöstä. Tulokset ovat hätkähdyttäviä!

Tilanne juuri ennen sytytystä.

Poks-hetkellä sisälämpötila hyppää hehkuvan punaiseksi!

HUOMIO! Älä koskaan kurkista tölkkiin kokeen aikana ylhäältä päin. Se on erittäin vaarallista.

Kultaiset säännöt turvallisuuteen:

• Älä liioittele määrän kanssa!: Vain kaksi suihkausta riittää. Jos ahnehdit, tölkkiin jää vellova liekki, joka voi aiheuttaa tulipalon. Jos liekki jää palamaan, tukahduta se märällä rätillä rauhallisesti.
• Vain aikuisen valvonnassa: Tässä leikitään tieteen voimalla. Lasten ja nuorten tulee tehdä tämä koe aina aikuisen seurassa ja paikassa, jossa ei ole syttyvää materiaalia ympärillä.
• Muista tuuletus: Kokeen jälkeen ilmassa on palamiskaasuja, joten avaa ikkuna ja tuuleta tila kunnolla.

Jos termodynamiikan ihmeet tai lukiofysiikan kertaaminen kiinnostavat, kirjassani ”Lukiofysiikan kertauskirja aikuisille” (japaninkielinen alkuteos) selitän näitä asioita vielä syvällisemmin ja hauskemmin. Nappaa kirja käteesi, niin näkymätön energia muuttuu sinullekin tutuksi kaveriksi!

Tiede on upeaa, kun sen pääsee kokemaan itse arjen tarvikkeilla. Muutama pisara alkoholia voi opettaa valtavasti kaasujen tekemästä työstä. Kokeile rohkeasti, mutta muista aina turvallisuus!

Yhteydenotot ja tiedustelut

Haluan tuoda tieteen ihmeet lähelle jokaista! Blogistani löydät lisää hauskoja kotikokeita ja vinkkejä niiden toteuttamiseen. Tutustu rauhassa!

• Lisää minusta (Ken Kuwako) löytyy täältä
• Yhteydenotot (luennot, työpajat, TV-konsultointi jne.) tämän linkin kautta
• Seuraa päivityksiä X-palvelussa!

Tiedevinkkikanavalta löydät lisää koevideoita!

２月のイチオシ実験！梱包材で遊ぼう！

• 静電気の時期になってきました。子供と一緒に梱包材で盛り上がろう！→ やめられなくなる！静電気実験２０

体中に梱包材をはりつけてみよう！

テレビ番組等・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。

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。

講師等・ショー・その他お知らせ

• 2/20（金）「生徒の進学希望実現支援事業」研究授業＠福井県立若狭高等学校　講師
• 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）　サイエンスショー予定
• 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。