{"id":56011,"date":"2025-11-17T04:44:33","date_gmt":"2025-11-16T19:44:33","guid":{"rendered":"https:\/\/phys-edu.net\/wp\/?p=56011"},"modified":"2025-11-17T04:44:33","modified_gmt":"2025-11-16T19:44:33","slug":"paina-ilmaa-ruiskulla-silmin-nahtava-kokeilu-boylen-laista","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/phys-edu.net\/wp\/?p=56011&lang=fi","title":{"rendered":"Paina ilmaa ruiskulla! Silmin n\u00e4ht\u00e4v\u00e4 kokeilu Boylen laista"},"content":{"rendered":"

Olen Kuwako Ken, tiedevalmentaja. Jokainen p\u00e4iv\u00e4 on kokeilu.<\/strong><\/span><\/p>\n

Vaikka “ilmaa” ei n\u00e4e, se painaa meit\u00e4 jatkuvasti voimakkaasti. Mit\u00e4 luulet tapahtuvan, jos tuo ilma suljetaan tiukasti ja puristetaan viel\u00e4 pienemp\u00e4\u00e4n tilaan? T\u00e4n\u00e4\u00e4n esittelen kokeen, joka paljastaa ilman “voiman (paineen)” ja “koon (tilavuuden)” v\u00e4lisen kiehtovan suhteen: “Boylen laki”. Kenties mysteeri sille, miksi sipsipussit pullistuvat vuorilla, ratkeaa!<\/p>\n

Kokeessa k\u00e4ytetyt v\u00e4lineet<\/h3>\n

K\u00e4ytin Narikan kokeilupakkausta. Pakkaus sis\u00e4lsi suuren ruiskun, painemittarin ja niit\u00e4 yhdist\u00e4v\u00e4n kumiletkun. Yksinkertaiset v\u00e4lineet, mutta niill\u00e4 p\u00e4\u00e4st\u00e4\u00e4n k\u00e4siksi ilman salaisuuksiin.<\/p>\n

Koe alkaa! Puristetaan ilmaa kasaan<\/h3>\n

Ensin tehd\u00e4\u00e4n asennus. Kiinnitet\u00e4\u00e4n ruiskuun kumiletku ja liitet\u00e4\u00e4n painemittari. T\u00e4ll\u00e4 kertaa aloitimme 50 ml merkist\u00e4, jotta ruiskussa olevan ilman tilavuus on helppo lukea.<\/p>\n

\"\u30b9\u30af\u30ea\u30fc\u30f3\u30b7\u30e7\u30c3\u30c8<\/p>\n

Manuaalikin ilmoitti 50 ml, joten olosuhteet ovat samat.<\/p>\n

\"\u30b9\u30af\u30ea\u30fc\u30f3\u30b7\u30e7\u30c3\u30c8<\/p>\n

T\u00e4ss\u00e4 aloituspisteess\u00e4 painemittarin lukema on noin 100 kPa (kilopascalia). T\u00e4m\u00e4 on l\u00e4hes sama arvo kuin ilmanpaine (ilman painosta johtuva paine), jossa yleens\u00e4 el\u00e4mme.<\/p>\n

T\u00e4st\u00e4 eteenp\u00e4in painetaan ruiskun m\u00e4nt\u00e4\u00e4 tiukasti. Kun suljetun ilman tilavuutta pienennet\u00e4\u00e4n… aivan kuten odotettiin, painemittarin viisari nousee nopeasti!<\/p>\n

\"\u30b9\u30af\u30ea\u30fc\u30f3\u30b7\u30e7\u30c3\u30c8<\/p>\n

Tulokset julki! Paineen ja tilavuuden kaunis suhde<\/h3>\n

Kun paine oli 100 kPa (aloitus), 110 kPa ja 120 kPa… s\u00e4\u00e4dimme painallusvoimaa ja mittasimme ilman tilavuuden mitta-asteikolta. T\u00e4ss\u00e4 on ker\u00e4\u00e4m\u00e4mme data tiivistettyn\u00e4:<\/p>\n

\"\u30b9\u30af\u30ea\u30fc\u30f3\u30b7\u30e7\u30c3\u30c8<\/p>\n

N\u00e4m\u00e4 luvut eiv\u00e4t v\u00e4ltt\u00e4m\u00e4tt\u00e4 sano heti mit\u00e4\u00e4n, mutta kun ne piirret\u00e4\u00e4n kuvaajaan (jota kutsutaan P-V-kuvaajaksi), n\u00e4kyviin tulee h\u00e4mm\u00e4stytt\u00e4v\u00e4n kaunis yhteys.<\/p>\n

\"\u30b9\u30af\u30ea\u30fc\u30f3\u30b7\u30e7\u30c3\u30c8<\/p>\n

Mit\u00e4 sanotte! T\u00e4m\u00e4 k\u00e4yr\u00e4 on t\u00e4sm\u00e4lleen samanlainen kuin matematiikasta tuttu “k\u00e4\u00e4nt\u00e4en verrannollisuuden” kuvaaja. Toisin sanoen, t\u00e4ss\u00e4 piilee yhteys: “Kun tilavuus puolitetaan, paine kaksinkertaistuu.”<\/p>\n

Miksi se on k\u00e4\u00e4nt\u00e4en verrannollinen?<\/h3>\n

Miksi t\u00e4llainen suhde sitten syntyy? Vaikka ilmaa ei n\u00e4e, se koostuu lukemattomista “ilmahiukkasista (molekyyleist\u00e4)”, jotka sinkoilevat ymp\u00e4riins\u00e4. Paine syntyy, kun n\u00e4m\u00e4 hiukkaset t\u00f6rm\u00e4ilev\u00e4t ruiskun seiniin.<\/p>\n

Mit\u00e4 tapahtuu, kun ruiskua painetaan ja tilavuus (huone) kapenee? Hiukkasilla on v\u00e4hemm\u00e4n tilaa liikkua, joten ne t\u00f6rm\u00e4\u00e4v\u00e4t seiniin useammin, eik\u00f6 totta? T\u00e4m\u00e4 on sit\u00e4, ett\u00e4 “paine nousee”. Jos tilavuus puolitetaan, t\u00f6rm\u00e4ysten m\u00e4\u00e4r\u00e4 yksinkertaisesti kaksinkertaistuu. Siksi paine ja tilavuus ovat kauniissa k\u00e4\u00e4nt\u00e4en verrannollisessa suhteessa. T\u00e4m\u00e4 on juuri “Boylen laki”.<\/p>\n

Haaste luokassa<\/h3>\n

Ostin t\u00e4m\u00e4n koepakkauksen kokeeksi, ja annoin sen heti oppilaideni k\u00e4ytt\u00f6\u00f6n tunnilla. Edustavat oppilaat saivat painaa ja vet\u00e4\u00e4 m\u00e4nt\u00e4\u00e4, samalla kun kaikki lukivat mitta-asteikkoa, kirjasivat tuloksia ja piirsiv\u00e4t pisteit\u00e4 koordinaatistoon.<\/p>\n

Sen sijaan, ett\u00e4 olisivat vain oppineet oppikirjasta “se on k\u00e4\u00e4nt\u00e4en verrannollinen”, t\u00e4llainen kokemus, jossa he “n\u00e4kev\u00e4t omin silmin, tuntevat k\u00e4sill\u00e4\u00e4n ja piirt\u00e4v\u00e4t kuvaajaan”, auttoi heit\u00e4 ymm\u00e4rt\u00e4m\u00e4\u00e4n ilman ominaisuuksia. Koska laki on n\u00e4in helppo todentaa, haluaisin ehdottomasti hankkia t\u00e4llaisen pakkauksen jokaiselle ryhm\u00e4lle.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Boylen ja Charlesin lain kokeilulaite<\/a><\/p>\n

Yhteydenotot ja pyynn\u00f6t<\/h3>\n

Tehd\u00e4\u00e4n tieteen ihmeist\u00e4 ja hauskuudesta helpommin l\u00e4hestytt\u00e4v\u00e4\u00e4! Olen koonnut selke\u00e4sti kotona teht\u00e4vi\u00e4 hauskoja tiedekokeita ja niiden niksej\u00e4. Selaile ja etsi lis\u00e4\u00e4!<\/p>\n

Tieteen muistiinpanot -sis\u00e4lt\u00f6 on julkaistu kirjana. Lis\u00e4tietoja t\u00e4\u00e4lt\u00e4<\/a><\/p>\n

Tietoja yll\u00e4pit\u00e4j\u00e4 Kuwako Kenist\u00e4 t\u00e4\u00e4lt\u00e4<\/a><\/p>\n

Erilaiset pyynn\u00f6t (kirjoittaminen, luennot, tiedekurssit, TV-konsultointi, esiintymiset jne.) t\u00e4\u00e4lt\u00e4<\/a> * Artikkelip\u00e4ivitykset X:ss\u00e4<\/a>!<\/span><\/p>\n

\"\"<\/a>Kokeiluvideoita Tieteen Muistiinpanot -kanavalla YouTubessa<\/a>!<\/p>\n

\uff15\u6708\u306e\u30a4\u30c1\u30aa\u30b7\u5b9f\u9a13\uff01<\/h3>\r\n

\u30ad\u30fc\u30f3\u3068\u51b7\u3048\u308b\u30c9\u30e9\u30a4\u30a2\u30a4\u30b9\uff01\u6c17\u6e29\u304c\u4e0a\u304c\u3063\u3066\u304f\u308b\u3053\u306e\u6642\u671f\u30fb\u30c9\u30e9\u30a4\u30a2\u30a4\u30b9\u3092\u4f7f\u3063\u305f\u6607\u83ef\u30fb\u51dd\u7d50\u30fb\u7b49\u901f\u5ea6\u76f4\u7dda\u904b\u52d5\u306e\u5b9f\u9a13\u306f\u3044\u304b\u304c\uff1f<\/p>\r\n

\"\"<\/p>\r\n

\u6db2\u4f53\u30bc\u30ed\uff01\u30c9\u30e9\u30a4\u30a2\u30a4\u30b9\u304c\u6d88\u3048\u308b\u307e\u3067\u306e\uff13\u6642\u9593\u3092\u79d1\u5b66\u3059\u308b\uff08\u6607\u83ef\u30fb\u51dd\u7d50\u30fb\u7b49\u901f\u5ea6\u76f4\u7dda\u904b\u52d5\uff09<\/a><\/p>\r\n

\u30c6\u30ec\u30d3\u756a\u7d44\u76e3\u4fee\u30fb\u30a4\u30d9\u30f3\u30c8\u7b49\u306e\u304a\u77e5\u3089\u305b<\/strong><\/b><\/span><\/h3>\r\n