Nolla nestettä! Kuiva jää katoaa — 3 tunnin tiede sublimaatiosta, tiivistymisestä ja tasaisesta liikkeestä

Olen tiedevalmentaja Kuwako Ken. Jokainen päivä on kokeilu.

Oletko koskaan nähnyt kuivajään katoavan hiljaa samalla kun se tupruttaa savun kaltaista sumua? Se muuttuu suoraan kaasuksi ilman nestemäistä vaihetta – melkein kuin taikuutta. Mutta tämän “epätavallisen” ilmiön taustalla piilee runsaasti fysiikan ja kemian kiehtovia lakeja. Tällä kertaa käytin säteilyä havainnollistavan sumukammion kokeesta ylijäänyttä kuivajäätä ja testasin sillä muutamia hauskoja ilmiöitä.

Aikakuvauksella tallennettu sublimaatio

Aloitin kuvaamalla kuivajään sublimoitumista time-lapse -tekniikalla. Käytin yhden kilon palan ja kuvasin kolme tuntia – eikä se edes ehtinyt kokonaan kadota! Tässä tuo kolmen tunnin muutos tiivistettynä puolentoista minuutin videoon.

Videolla näkyy, kuinka kuivajään ympäriltä nousee valkoista savun kaltaista sumua. Tämä ei kuitenkaan ole itse hiilidioksidia kaasuna, vaan ilmassa oleva vesihöyry jäähtyy ja muuttuu pieniksi vesipisaroiksi tai jääkiteiksi. Ilmiö on sama kuin hengityksen höyryäminen kylmänä talviaamuna. Vertailun vuoksi laitoin viereen myös tavallista jäätä.

Alkutilanne

Tavallinen jää sulaa vähitellen, mutta kuivajää on nimensä mukaisesti “kuivaa” – nestettä ei synny lainkaan.

Tavallinen jää muuttuu kiinteästä nesteeksi ja lopulta kaasuksi, kun taas kuivajää siirtyy suoraan kiinteästä kaasuksi (hiilidioksidiksi) ohittaen nestemäisen vaiheen. Tätä ilmiötä kutsutaan sublimaatioksi. Nyt on helppo ymmärtää, miksi sitä kutsutaan “kuivaksi jääksi”.

Liukuu pöydällä – hiilidioksidin ilmatyyny

Seuraavaksi kokeilin, mitä tapahtuu, kun kuivajään laittaa pöydälle liukumaan.

Kun kuivajää asetetaan pöydälle, sen alta purkautuu sublimaation seurauksena hiilidioksidikaasua, jolloin se värisee pienesti. Tämä kaasu muodostaa eräänlaisen tyynyn kuivajään ja pöydän väliin, ja pian kappale alkaa liukua sulavasti eteenpäin.

Tätä liikettä voi käyttää myös tasaisen suoraviivaisen liikkeen havainnointiin. Kitka on lähes nolla, joten kappale jatkaa liikettään tasaisella nopeudella ilman lisävoimaa – aivan kuten Newtonin ensimmäinen laki ennustaa. Sama periaate on käytössä esimerkiksi teollisuudessa raskaiden esineiden siirtelyssä ja ilmakiekkopelissä.

Sakset tärisevät – ja pilvi syntyy

Kun laitoin sakset kuivajään päälle, tapahtui jotain hauskaa。 Sakset alkoivat täristä. Alhaalta purkautuva hiilidioksidikaasu nostaa ja pudottaa niitä toistuvasti. Kuivajään ympärillä leijaileva valkoinen sumu syntyy, kun ilman vesihöyry tiivistyy – täsmälleen samalla tavalla kuin oikeat pilvet. Se, että sumua näkyy erityisesti alapuolella, johtuu todennäköisesti voimakkaasti ulos purkautuvasta kaasusta。

Veteen upotettuna – valtava pilviefekti

Kokeilin myös laittaa kuivajäätä veteen。 Vedessä sublimaatio nopeutuu huomattavasti, ja valkoista sumua syntyy valtavia määriä. Vesi siirtää lämpöä tehokkaasti kuivajäähän, mikä kiihdyttää kaasuksi muuttumista. Tätä samaa ilmiötä hyödynnetään usein konserteissa ja elokuvissa luomaan näyttäviä savuefektejä. Tiede piilee myös viihteen kulissien takana。

Jos saat käsiisi kuivajäätä, kokeile rohkeasti erilaisia kokeita. Sublimaatio, tiivistyminen ja tasainen liike – oppikirjan käsitteet heräävät eloon aivan silmiesi edessä。

Yhteydenotot ja yhteistyö

Tehdään tieteestä läheisempää ja hauskempaa! Sivustolta löydät helposti ymmärrettäviä ohjeita kotona tehtäviin kokeisiin ja niiden vinkkeihin. Tutustu rohkeasti! ・Sivuston sisällöstä on julkaistu myös kirja. Katso lisää täältä ・Lisätietoa kirjoittajasta täältä ・Yhteistyöpyynnöt (kirjoittaminen, luennot, työpajat, TV-esiintymiset jne.) täältä ・Artikkelien päivitykset X:ssä!

Tiedekanavalla julkaistaan 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。