Taikapussi, joka pullistuu kuumassa vedessä: Näin etanoli haastaa kiehumispisteen!
Täällä Ken Kuwako, tiedekouluttajasi. Joka päivä on koe!
Oletko kuullut ”taikapussista”? Se on kummallinen pussi, joka pullistuu itsestään, kun sen laittaa kuumaan veteen — ilman, että teet mitään! Totuus on, että kyseessä ei ole taikaa, vaan puhdasta tiedettä. Tämän tempun temput ja tarvittavat välineet ovat todella yksinkertaiset. Esittelemme nyt kotioloissa helposti toteutettavan, visuaalisesti vaikuttavan tiedekokeen. Tule kokemaan se uskomaton hetki, kun neste muuttuu kaasuksi silmänräpäyksessä!
Valmistelut ja ohjeet
Tähän kokeeseen tarvittavat tarvikkeet löytyvät useimmista kotoa.
Tarvitset:
- Elintarvikkeiden säilytyspussiä polyeteenistä (vetoketjullinen on kätevin)
- Absoluuttista etanolia (saatavilla apteekeista tai kemikaaliliikkeistä)
- Sähkökeittolevy tai -kattila (tai pöytä-induktioliesi ja kattila)
- Kuumennusvesi (noin 90 °C)
Ohjeet:
- Lisää säilytyspussiin vain vähän (noin 5 ml) etanolia, poista ilma ja sulje pussi tiiviisti.
- Lämmitä vesi sähkökattilassa 80–90 °C:een.
- Kun vesi on lämmennyt, laita etanolipussi varovasti veteen.
- Seuraa, kuinka pussi pullistuu silmiesi edessä!
※ Ole erittäin varovainen palovammojen kanssa. Käytä pihdejä, kun laitat pussin kuumaan veteen, se on turvallisempaa.
Tältä koe näyttää!
Käytimme tällä kertaa sähkökattilaa kuuman veden valmistukseen.
① Heti, kun etanoli on pussissa
Pussi on vielä litteä. Sisällä oleva etanoli on nestemäisessä muodossa.
② Kun pussi laitetaan kuumaan veteen…
Pussi täyttyy silmänräpäyksessä! On selvää, että etanoli on muuttunut kaasuksi sisällä ja sen tilavuus on kasvanut valtavasti.
Miksi pussi pullistuu? Kiehumispisteen ja tilavuuden muutoksen mekanismi
Tämän ilmiön avain on kiehumispiste. Se on lämpötila, jossa neste kiehuu ja muuttuu kaasuksi. Veden kiehumispiste on tunnetusti 100 °C, mutta etanolin kiehumispiste on paljon matalampi, noin 78 °C.
Siksi, kun etanoli laitetaan noin 90 °C:n veteen, se kiehuu välittömästi ja muuttuu kaasuksi (etanolihöyryksi). Kun neste muuttuu kaasuksi, ainetta muodostavat pienet hiukkaset (molekyylit) alkavat liikkua vapaasti, ja niiden välimatkat kasvavat huomattavasti. Tämän seurauksena tilavuus moninkertaistuu (jopa satoja kertoja), mikä saa pussin pullistumaan sisältäpäin.
Mutta miksi etanoli muuttuu kaasuksi alhaisemmassa lämpötilassa kuin vesi? Syy piilee molekyylien välisissä vetovoimissa.
Vesimolekyylit (H₂O) tarttuvat toisiinsa voimakkaasti ”vetysidoksiksi” kutsutuilla vahvoilla käsillä. Näiden käsien irrottamiseen ja vapaasti liikkumiseen (= kaasuksi muuttumiseen) tarvitaan korkeaa 100 °C:n lämpöenergiaa.
Etanolimolekyylit (C₂H₅OH) muodostavat myös vetysidoksia, mutta niiden sidosvoima on heikompi kuin vedellä. Siksi ne voivat irrottaa kätensä ja muuttua kaasuksi jo noin 78 °C:n energialla. Molekyylimaailman näkymättömät erot luovat suuren eron siinä, pullistuuko pussi vai ei!
Vinkkejä opetuskäyttöön ja omiin tutkimuksiin
Tämä koe ei ole vain hauska, vaan se tarjoaa myös monia oppimismahdollisuuksia.
Koe kiehumispisteiden ero: Kokeile sekä etanolilla että vedellä. Kun vesi-pussi tuskin pullistuu, voit osoittaa dramaattisesti, että ”eri aineilla on eri kiehumispisteet”.
Olomuodonmuutos ja molekyylimaailma: Kun olet havainnoinut ”neste muuttuu kaasuksi ja tilavuus kasvaa” -ilmiötä pussin pullistumisen kautta (makronäkökulma), voit siirtyä mikronäkökulmaan selittämällä, että ”syynä on molekyylien välisten etäisyyksien kasvu”. Näin teoria ja ilmiö yhdistyvät ja ymmärrys syvenee.
Mitä tapahtuu aineille, joilla on vielä alhaisempi kiehumispiste? Kuivajään (hiilidioksidi) kiehumispiste on -78,5 °C. Ilmiö, jossa aine muuttuu suoraan kiinteästä kaasuksi ilman nestemäistä vaihetta (sublimoituminen), on myös mielenkiintoinen olomuodonmuutoksen aihe!
Sähkökattila on todellinen sankari!
Oppikirjoissa usein neuvotaan laittamaan pussi astiaan ja kaatamaan kuumaa vettä päälle, mutta sähkökattilan avulla lämpötilan hallinta on helppoa, ja sekä valmistelu että siivous sujuvat vaivattomasti.
Ennen kaikkea on kiehtovaa seurata, kuinka pussi pullistuu kuin elävä olento. Se on täydellinen tapa herättää uteliaisuus: ”Miksi näin tapahtuu?” Miksi et ottaisi kaapissa pölyttyvää sähkökattilaasi käyttöön tiedekokeissa tänä vuonna?
Yhteystiedot ja tiedustelut
Tuodaan tieteen ihmeet ja hauskuus lähemmäksi! Olen koonnut selkeät ohjeet hauskoihin kotona tehtäviin tiedekokeisiin ja vinkkeihin. Etsi lisää tietoa sivuilta!
・Tietoa ylläpitäjästä, Ken Kuwakosta, löydät täältä
・Erilaiset pyynnöt (kirjoittaminen, luennot, kokeelliset työpajat, TV-konsultointi, esiintymiset jne.) täältä
・Artikkelien päivitykset julkaistaan X:ssä!
Kokeellisia videoita julkaistaan kanavalla Kagaku no Neta Channel (Tieteen Vinkkikanava)!
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。
