{"id":64741,"date":"2026-06-22T04:15:11","date_gmt":"2026-06-21T19:15:11","guid":{"rendered":"https:\/\/phys-edu.net\/wp\/?p=64741"},"modified":"2026-06-22T04:15:11","modified_gmt":"2026-06-21T19:15:11","slug":"ilmapallosta-lammityspatja-venytettyna-lammin-kutistuessa-kylma-kumin-ja-lammon-outo-yhteys","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/phys-edu.net\/wp\/?p=64741&lang=fi","title":{"rendered":"Ilmapallosta l\u00e4mmityspatja!? Venytettyn\u00e4 l\u00e4mmin, kutistuessa kylm\u00e4 \u2013 kumin ja l\u00e4mm\u00f6n outo yhteys"},"content":{"rendered":"

Olen Ken Kuwako, tiedevalmentaja. Joka p\u00e4iv\u00e4 on koe.<\/span><\/p>\n

Venyt\u00e4 ilmapalloa reippaasti \u2014 ja tunnet, kuinka poskesi l\u00e4mpenee. P\u00e4\u00e4st\u00e4 sitten irti ja anna sen kutistua \u2014 viile\u00e4 tunne levi\u00e4\u00e4 ihollesi. Tarvitset vain yhden ilmapallon. Sill\u00e4 yhdell\u00e4 pienell\u00e4 esineell\u00e4 p\u00e4\u00e4set kokemaan termodynamiikan maailman omin k\u00e4sin. Tein t\u00e4m\u00e4n kokeen hiljattain yliopiston termodynamiikan luennolla, ja jopa aikuiset huudahtivat ihmetyksest\u00e4. T\u00e4n\u00e4\u00e4n kerron t\u00e4st\u00e4 kiehtovasta kumiin ja l\u00e4mp\u00f6\u00f6n liittyv\u00e4st\u00e4 ilmi\u00f6st\u00e4.<\/p>\n

Tieteen resepti: kokeile l\u00e4mp\u00f6tilaeroja ilmapallolla<\/h3>\n

Tarvitset: ilmapallon (euron kaupan halvimmatkin k\u00e4yv\u00e4t mainiosti!)
\nAloitetaan yksinkertaisimmasta tavasta.
\nMenetelm\u00e4 1: Venyt\u00e4 ja vapauta
\n\u2460 Paina lepotilassa oleva, t\u00e4ytt\u00e4m\u00e4t\u00f6n ilmapallo poskeasi (tai huuliasi \u2014 iho on siell\u00e4 erityisen herkk\u00e4) vasten ja tarkista, milt\u00e4 se tuntuu.<\/p>\n

\u2461 Ved\u00e4 ilmapalloa nopeasti molemmilla k\u00e4sill\u00e4 reippaasti venytt\u00e4en \u2014 pallo poskea vasten koko ajan.
\n\"\u30b9\u30af\u30ea\u30fc\u30f3\u30b7\u30e7\u30c3\u30c8
\n\u2462 P\u00e4\u00e4st\u00e4 irti ja anna ilmapallon palautua alkutilaansa \u2014 pallo edelleen poskea vasten.
\n\"\u30b9\u30af\u30ea\u30fc\u30f3\u30b7\u30e7\u30c3\u30c8
\nTulos: Huomasitko? Venytysvaiheessa ilmapallo tuntui l\u00e4mpim\u00e4lt\u00e4, ja kun p\u00e4\u00e4stit irti, se viilenee selv\u00e4sti!<\/p>\n

Entist\u00e4 dramaattisempi versio: t\u00e4yt\u00e4 ja tyhjenn\u00e4<\/h3>\n

Jos haluat tuntea l\u00e4mp\u00f6tilaeron viel\u00e4kin selvemmin, kokeile t\u00e4ytt\u00e4\u00e4 ilmapallo. Pyyd\u00e4 kaveria tai perheenj\u00e4sent\u00e4 lainaamaan poskeaan \u2014 se kannattaa!
\nMenetelm\u00e4 2: T\u00e4yt\u00e4 ja tyhjenn\u00e4
\n\u2460 Paina t\u00e4ytt\u00e4m\u00e4t\u00f6n ilmapallo lapsen tai perheenj\u00e4senen poskea vasten.
\n\"\u30b9\u30af\u30ea\u30fc\u30f3\u30b7\u30e7\u30c3\u30c8
\n\u2461 Puhalla ilmapallo t\u00e4yteen reippaasti \u2014 pysy poskea vasten koko ajan.
\n\"\u30b9\u30af\u30ea\u30fc\u30f3\u30b7\u30e7\u30c3\u30c8
\n\u2462 Kysy, milt\u00e4 t\u00e4ytetty ilmapallo tuntuu poskea vasten. (Vastaus on varmasti: “L\u00e4mmin!”)<\/p>\n

\u2463 Laske sitten ilma hitaasti ulos ilmapallosta \u2014 pallo edelleen poskea vasten.
\n\"\u30b9\u30af\u30ea\u30fc\u30f3\u30b7\u30e7\u30c3\u30c8
\n\u2464 Kysy uudelleen, milt\u00e4 kutistuva ilmapallo tuntuu.
\nTulos: T\u00e4ytt\u00f6vaiheessa ilmapallo tuntui l\u00e4mpim\u00e4lt\u00e4 \u2014 mutta tyhjent\u00e4ess\u00e4 kylmyys on yll\u00e4tt\u00e4v\u00e4n voimakas! T\u00e4m\u00e4 kannattaa ehdottomasti kokeilla itse.<\/p>\n

Miksi n\u00e4in k\u00e4y? Kumimolekyylit leikkiv\u00e4t “sardiinileikki\u00e4”<\/h3>\n

Molemmissa menetelmiss\u00e4 on kyse samasta ilmi\u00f6st\u00e4. Koe on helppo tehd\u00e4, mutta taustalla piilee termodynamiikan “adiabaattinen muutos” \u2014 lukion fysiikan tason k\u00e4site. Se kuulostaa monimutkaiselta, mutta ajatellaan asiaa ilmapallon kumimolekyylien n\u00e4k\u00f6kulmasta, niin homma selkeytyy.
\nIlmapallon kumi koostuu lukemattomista pienist\u00e4 kumimolekyyleist\u00e4, jotka ketjuuntuvat toisiinsa ja liikkuvat vapaasti \u2014 hieman kuin lapset, jotka juoksentelevat leikkipuistossa.
\nKun venyt\u00e4t ilmapalloa:
\nPakotamme kumimolekyylit j\u00e4rjest\u00e4ytym\u00e4\u00e4n riviin. Se on kuin kaadettaisiin kaikki leikkipuiston lapset pieneen, ahtaaseen luokkaan leikkim\u00e4\u00e4n sardiinileikki\u00e4. Ahtaassa tilassa molekyylit “stressaantuvat” ja purkavat energiansa l\u00e4mp\u00f6n\u00e4 ulos. Siksi ilmapallo l\u00e4mpenee.
\nKun p\u00e4\u00e4st\u00e4t irti:
\nRiviin pakotetut molekyylit vapautuvat. “Vihdoinkin vapaus!” \u2014 ja ne alkavat liikkua taas innokkaasti. Liikkeeseen tarvittava energia on otettava jostakin, ja se jostakin on… sinun poskesi. Poskes luovuttaa l\u00e4mp\u00f6ns\u00e4 molekyyleille, ja tunnet ihollasi viile\u00e4n tunteen.
\nL\u00e4hde: \u3010KEK\u30a8\u30c3\u30bb\u30a4 #29\u3011\u30c1\u30b3\u3061\u3083\u3093\u306f\u77e5\u3063\u3066\u3044\u305f\uff01\u30b4\u30e0\u306f\u306a\u305c\u5143\u306b\u623b\u308b\u306e\u304b\u3000https:\/\/www.kek.jp\/ja\/topics\/20200715-2<\/a><\/p>\n

Ilmi\u00f6n nimi: Gough-Joulen efekti<\/h3>\n

T\u00e4ll\u00e4 ilmi\u00f6ll\u00e4 \u2014 “kumi l\u00e4mpenee venyess\u00e4 ja viilenee kutistuessaan” \u2014 on oma nimens\u00e4. Gough havaitsi sen vuonna 1805, ja my\u00f6hemmin Joule tutki sit\u00e4 tarkemmin. Siksi sit\u00e4 kutsutaan Gough-Joulen efektiksi.
\nKumin polymeerimolekyylit ovat luonnollisessa tilassaan sekaisin kietoutuneina \u2014 korkean entropian tilassa.
\nVenytyksess\u00e4: polymeeriketjut pakotetaan j\u00e4rjest\u00e4ytym\u00e4\u00e4n (entropia laskee). T\u00e4h\u00e4n k\u00e4ytetty ty\u00f6 vapautuu l\u00e4mp\u00f6n\u00e4.
\nKutistumisessa: ketjut palaavat kaoottiseen tilaansa ja imev\u00e4t ymp\u00e4rist\u00f6st\u00e4 energiaa \u2014 kumi viilenee.
\nT\u00e4ss\u00e4 on yksi kumin suurimmista erityispiirteist\u00e4: metallisessa jousessa palautusvoima perustuu atomien v\u00e4liseen s\u00e4hk\u00f6iseen vetovoimaan, eik\u00e4 se juurikaan riipu l\u00e4mp\u00f6tilasta. Kumin kimmoisuus sen sijaan perustuu tilastolliseen voimaan, joka pyrkii maksimoimaan entropian \u2014 ja mit\u00e4 kuumempaa, sit\u00e4 voimakkaammin kumi haluaa kutistua.
\nNGK Science Siten kokeessa “Kumin omituiset ominaisuudet” (https:\/\/site.ngk.co.jp\/lab\/no261\/<\/a>) l\u00e4mmitet\u00e4\u00e4n ja j\u00e4\u00e4hdytet\u00e4\u00e4n kumia \u2014 ja tapahtuu jotain yll\u00e4tt\u00e4v\u00e4\u00e4: l\u00e4mmitt\u00e4minen saa kumin kutistumaan.<\/p>\n

Venytetyss\u00e4 tilassa kumimolekyylit voivat ottaa vain j\u00e4yk\u00e4n, ojennetun muodon. Kun kumi kutistuu, molekyylit voivat taas liikkua vapaammin. Koska aineet yleens\u00e4 siirtyv\u00e4t korkeammassa l\u00e4mp\u00f6tilassa vapaampaan tilaan, venytetty kumi kutistuu l\u00e4mmitett\u00e4ess\u00e4.<\/p><\/blockquote>\n

Kokemus on tieteen ensimm\u00e4inen askel<\/h3>\n

Tieteess\u00e4 t\u00f6rm\u00e4\u00e4 usein t\u00e4llaiseen: ilmi\u00f6 on hauska ja helppo kokeilla, mutta selitys vaatii jo hieman enemm\u00e4n p\u00e4hk\u00e4ily\u00e4. Mutta juuri se on tieteen vieh\u00e4tys \u2014 aloita ihmettelem\u00e4ll\u00e4. “Hei, mik\u00e4 ihme?” tai “T\u00e4m\u00e4 on outoa!” Ihon tuntuma on parempi opettaja kuin mik\u00e4\u00e4n kaava.
\nYhdest\u00e4 ilmapallosta aukeaa polku termodynamiikkaan, entropiaan ja tulevaisuuden j\u00e4\u00e4hdytysteknologiaan \u2014 se on tieteen parasta antia. Katso my\u00f6s l\u00e4mp\u00f6kamerakuvaukset t\u00e4st\u00e4 kokeesta t\u00e4\u00e4lt\u00e4:<\/p>\n

\u98a8\u8239\u3092\u5f15\u3063\u5f35\u308b\u3068\u71b1\u304f\u306a\u308b\uff01\uff1f\u81ea\u5b85\u3067\u3067\u304d\u308b\u6e29\u5ea6\u5909\u5316\u306e\u4e0d\u601d\u8b70\u5b9f\u9a13\uff08\u30b5\u30fc\u30e2\u30b0\u30e9\u30d5\u30a3\u30fc\u306e\u6d3b\u7528\uff09<\/a><\/p><\/blockquote>\n