Vesilasi ja kynttilä?

[Voitto W. Kotiaho]

Kotona tehtävä demonstraatio:

Lautaselle laitetaan vähän vettä (n. 5 mm) ja keskelle lautasta laitetaan
pieni kynttilä palamaan. Sitten sen kynttilän päälle laitetaan vesilasi
ylösalaisin. Kun kynttilä sammuu hetken kuluttua hapen loppumisen
johdosta, niin tapahtuu semmoinen kumma ilmiö että vettä imeytyy vesilasin
sisään siten että vedenpinta on lopulta vesilasin sisällä huomattavasti
korkeammalla kuin muualla lautasella. Ilmiö itse asiassa alkaa jo ennen
kuin kynttilä on ehtinyt kunnolla sammua.

Mistä johtuu? Itse en osaa ilmiötä varmuudella selittää.

Voitto Walter Kotiaho

[Maan Matonen]

Mon, 27 Mar 2006 23:18:05 +0300 "Voitto W. Kotiaho"

Post by Voitto W. Kotiaho
Kun kynttilä sammuu hetken kuluttua hapen loppumisen
johdosta, niin tapahtuu semmoinen kumma ilmiö että vettä imeytyy vesilasin

...

Post by Voitto W. Kotiaho
Mistä johtuu? Itse en osaa ilmiötä varmuudella selittää.

Jospas minä kokeilisin, nähdään samalla olenko ymmärtänyt oikein:

Se kynttilän liekki _laajentaa_ sitä lämmittämäänsä ilmaa.
(osa ilmasta karkaa kupin alareunan kautta kupin ulkopuolelle)

Kun liekki sammuu, ilma jäähtyy ja kutistuu pienempään tilavuuteen.
Tuolloin paine lasin sisällä laskee, jolloin ulkopuolinen ilmanpaine
pääsee pukkaamaan lisää vettä sinne lasin sisälle.
--
T:Toukka

[Kimmo]

Eipä sieltä sitä ilmaa karkaa mun käsittääkseni... Ilmeisesti ei
kuitenkaan tuu kuplia sieltä lasin reunan alta.
Mut siis menisin ite väittämään, että se pinnan korkeuden muutos johtuu
siitä, että palamisen aikana ilmaa muuttuu toisiksi kaasuiksi, eli sinne
syntyy niitä palokaasuja, jotka mahdollisesti ottavat annetussa
lämpötilassa pienemmän tilavuuden. Ja eikös ainakin teoreettisessa
puhtaassa palamisessa toinen lopputuote ollut vesi..?

Post by Maan Matonen
Se kynttilän liekki _laajentaa_ sitä lämmittämäänsä ilmaa.
(osa ilmasta karkaa kupin alareunan kautta kupin ulkopuolelle)

[Jarmo Korteniemi]

Post by Kimmo
Eipä sieltä sitä ilmaa karkaa mun käsittääkseni... Ilmeisesti ei

Ilma laajenee siksi että se lämpenee. Laajentunut ilma tarvitsee enemmän
tilaa. Laajentunut ilma työntää kylmempää ilmaa ja työntyy itsekin lasista
pois _ennen_ kuin lasin reuna koskettaa vettä, eli silloin kun se on vielä
kosketuksissa "ulkomaailmaan". Niin kauan kun liekki palaa, se pitää lämpö-
tilan kohonneena, ja ympäröivän ilman laajenneena. Kun liekki sammuu, ilma
jäähtyy, ja vie vähemmän tilaa. Koska lasin ulkopuolella vettä painaa alas
normaali ilmanpaine, vesi työntyy sinne missä on vähemmän painetta - eli
lasin sisään, jossa on nyt tilaa sille kun lasissa oleva ilma vie vähemmän
tilaa. Voilá.

Post by Kimmo
kuitenkaan tuu kuplia sieltä lasin reunan alta.
Mut siis menisin ite väittämään, että se pinnan korkeuden muutos johtuu
siitä, että palamisen aikana ilmaa muuttuu toisiksi kaasuiksi, eli sinne
syntyy niitä palokaasuja, jotka mahdollisesti ottavat annetussa
lämpötilassa pienemmän tilavuuden. Ja eikös ainakin teoreettisessa
puhtaassa palamisessa toinen lopputuote ollut vesi..?

Se veden tuotto riippuu ihan siitä aineesta joka palaa. H2O eli vesi on
happeen yhtynyttä (=palanutta) vetyä. Yleensähän kynttilöissä palaa
steariini eli steariinihapon glyseriiniesteri, eli rasva.. tuon kemiallisen
kaavan löysin encclopedia.comista : CH3 (CH2)16 CO2 H (numerot alas).
Äkkiseltään enempää laskematta reaktiokaavoja, tuntuisi että tuosta tulee
varmaankin aika paljon hiilidioksidia..? Viisaammat korjatkoot.

Sinänsä hassua muuten ajatella, että esim Hindenburgin* paloa alapuolelta
katsellut olisi voinut periaatteessa saada niskaansa kuuman suihkun :)..
tai no, vesihöyryä kai siitä tuli joten taisi haihtua "höyrynä ilmaan"..

*vedylllä täytetty maailman suurin ilmalaiva, paloi vuonna 1937

Jarmo

--------------------------------------------------------------------
Jarmo Korteniemi * http://www.student.oulu.fi/~jkorteni *

Planetology group, Astronomy o o
Dept. of Physical Sciences |_/ Martian
P.O. Box 3000 <*,*> Owls
FI-90014 University of Oulu [`-´]
Finland ----"-"--,,-,,--
[ ^ ]
office: TÄ215 (corridor L2, 2nd floor) o--<*_*>--o
home: Purjehtijantie 8 A 4, 90560 Oulu
contact: phone: [phone] / GSM: [phone]
email: jarmo DOT#1 korteniemi AT oulu DOT#2 fi
ICQ: 12179355 / Yahoo: tukkijaetkae / Skype: jarmokorteniemi

--------------------------------------------------------------------

[SOS]

Post by Jarmo Korteniemi
*vedylllä täytetty maailman suurin ilmalaiva, paloi vuonna 1937

Joo ja sitä muistaakseni jossain dokkariss äimisteltiin.
Syttymissyyksi taisi, melkoisella varmuudella, varmistua kissasähkö...vai
muistank ihan väärin?

t:S

[Otto J. Makela]

Post by SOS

Post by Jarmo Korteniemi
*vedylllä täytetty maailman suurin ilmalaiva, paloi vuonna 1937

Joo ja sitä muistaakseni jossain dokkariss äimisteltiin.
Syttymissyyksi taisi, melkoisella varmuudella, varmistua
kissasähkö...vai muistank ihan väärin?

Staattinen sähkö (alus lensi ukkosrintaman läpi saapuessaan
Lakehurstiin) saattoi olla välitön syy Hindenburgin onnettomuuteen,
mutta tietenkin herää kysymys miksi kennoissa ollut (valkosipulilla
hajustettu) vety pääsi karkuun syttyäkseen?

Asiasta on esitetty useita teorioita, mm. että aluksen tehtyä jyrkkiä
ohjausliikkeitä sen sisäistä alumiinirakennetta kannatellut
teräsvaijeri olisi ylikuormittunut, katkennut ja repinyt kaasukennon.
Myös periaatteessa tulenarka asetaatilla ja alumiinipulverilla
käsitelty pintakangas on saanut osakseen huomiota mahdollisena
syttymislähteenä.

http://en.wikipedia.org/wiki/Hindenburg_disaster#Controversies

[Kim Fallström]

Post by Jarmo Korteniemi
Se veden tuotto riippuu ihan siitä aineesta joka palaa. H2O eli vesi on
happeen yhtynyttä (=palanutta) vetyä. Yleensähän kynttilöissä palaa
steariini eli steariinihapon glyseriiniesteri, eli rasva.. tuon kemiallisen
kaavan löysin encclopedia.comista : CH3 (CH2)16 CO2 H (numerot alas).
Äkkiseltään enempää laskematta reaktiokaavoja, tuntuisi että tuosta tulee
varmaankin aika paljon hiilidioksidia..? Viisaammat korjatkoot.

Hiilidioksidi vie käytännössä saman tilavuuden kuin happi.
Hiilivetyketjuissa on tyypillisesti noin vetyatomia jokaista
hiiliatomia kohti, joten suunnilleen puolet palokaasuista
on vettä.

Tilavuuden muutokset tulevat siis kaasun lämpölaajenemisesta
ja vesihöyryn tiivistymisestä.

Kim

[Maan Matonen]

Maan Matonen, Kimmo & Jarmo kirjoittivat sfnet.tiede.fysiikka-

Post by Jarmo Korteniemi

Post by Kimmo

Post by Maan Matonen
Se kynttilän liekki _laajentaa_ sitä lämmittämäänsä ilmaa.
(osa ilmasta karkaa kupin alareunan kautta kupin ulkopuolelle)

Eipä sieltä sitä ilmaa karkaa mun käsittääkseni... Ilmeisesti ei
kuitenkaan tuu kuplia sieltä lasin reunan alta.

Laajentunut ilma työntää kylmempää ilmaa ja työntyy itsekin lasista
pois _ennen_ kuin lasin reuna koskettaa vettä,

Kyllä sieltä jotain kaasua kuplii vedenkin läpi. Siis kupin sisältä
ulkopuolelle. (Ellei sitten erityisen hitaasti laske sitä kuppia
siihen kynttilän päälle)

Asiasta toiseen... jonka vuoksi kopio & jatkot s.v.nyyssit-alueelle.

Onko muilla Saunalahden nyyssipalvelinta käyttävillä hukkunut
tämänpäiväisiä (Ti 28.3.) viestejä?

Kokeilin kahdella readerilla, kummallakaan en saa luettavakseni kuin
pienen osan tämänpäiväisistä viesteistä.
Saunalahden tiedotuksista päätellen heillä on ollut eilen ongelmia
nyyssiserverin kanssa. Mutta ainakin minusta vaikuttaa, kuin ne
jatkuisivat edelleenkin... Vai johtuukohan tämä Adsl-viasta, joka
vaivaa tiedotteiden mukaan ilmeisesti vieläkin pääkaupunkiseutua?

Esimerkiksi tästä ("Vesilasi ja kynttilä?") ketjusta ei lataudu
Saunalahden kautta kuin yksi aloitusviesti, vaikka Googlella katsoen
viestejä näkyy olevan jo 8 (tätä lukuunottamatta).

(Lähetetty 28.3. klo 21:27)
--
T:Toukka

[Marko Vainiomaa]

niin tapahtuu semmoinen kumma ilmiö että vettä imeytyy vesilasin sisään siten
että vedenpinta on lopulta vesilasin sisällä huomattavasti korkeammalla kuin
muualla lautasella.

Mietippä sitä vesilasissa olevan kaasun lämpötilaa ennen ja jälkeen
kynttilän liekin sammumista. Tämän jälkeen muistele miten lämpötila
vaikuttaa tilavuuteen esim. kuumailmapallo.

[Juha Nieminen]

Post by Voitto W. Kotiaho
Mistä johtuu? Itse en osaa ilmiötä varmuudella selittää.

Kuten muut ovat jo asian kuvanneet, oikea selitys on varmastikin
ilman lämpötila ja siitä aiheutuva ilman viemä tilavuus:

Kun kynttilässä on liekki, se lämmittää ilmaa ympärillään (ja
erityisesti sen yläpuolella), joka on näin ollen vähemmän tiheää.
Kun lasi laitetaan kynttilän päälle, lasissa oleva ilma on enimmäkseen
lämmintä, vähemmän tiheää ilmaa.
Kun liekki sitten sammuu, ilma viilenee nopeasti ja sen tiheys kasvaa,
jolloin lasiin muodostuu alipaine, joka vetää veden lasin sisään.

Tätä ilmiöntä voi testata muillakin tavoin: Esimerkiksi ota jokin
pienehkö lasi, pistä hetkeksi liekki sen sisälle ja laita sitten
lasin suuaukko ihoa vasten: Lasi "imee" ihoa niin, että se pysyy
pitämättäkin paikoillaan. Tätä ilmiötä käytetään joissain
kansanlääketieteen "hoitomenetelmissä", ehkä jopa kuppauksessa.

[Janne Ollikainen]

Post by Juha Nieminen

Post by Voitto W. Kotiaho
Mistä johtuu? Itse en osaa ilmiötä varmuudella selittää.

Kuten muut ovat jo asian kuvanneet, oikea selitys on varmastikin
Kun kynttilässä on liekki, se lämmittää ilmaa ympärillään (ja
erityisesti sen yläpuolella), joka on näin ollen vähemmän tiheää.
Kun lasi laitetaan kynttilän päälle, lasissa oleva ilma on enimmäkseen
lämmintä, vähemmän tiheää ilmaa.
Kun liekki sitten sammuu, ilma viilenee nopeasti ja sen tiheys kasvaa,
jolloin lasiin muodostuu alipaine, joka vetää veden lasin sisään.
Tätä ilmiöntä voi testata muillakin tavoin: Esimerkiksi ota jokin
pienehkö lasi, pistä hetkeksi liekki sen sisälle ja laita sitten
lasin suuaukko ihoa vasten: Lasi "imee" ihoa niin, että se pysyy
pitämättäkin paikoillaan. Tätä ilmiötä käytetään joissain
kansanlääketieteen "hoitomenetelmissä", ehkä jopa kuppauksessa.

Ilmassa oleva happi osallistunee palamiseen, ja steariini, parafiini ym.
kynttilän raaka-aineet ovat hiilivetyjä. Hiilidioksidi vienee saman
verran tilaa kaasuna kuin happi (CO2 - O2), mutta hiilivedyn
palamistuloksena on myös vettä, jonka olettaisin tiivistyvän astiassa
olevan veden joukkoon.
Eli, osa purkin sisältämästä hapesta "katoaa", ja lämpölaajenemisen
lisäksi vähentää kaasutilavuutta astiassa.
Muistelen nähneeni joskus vuonna 1&2 wanhan kemian oppikirjan, jossa koe
esitettiin pelkästään esimerkkinä palamisen hapenkulutuksesta.

Janne

[TaaviUntamo]

Post by Janne Ollikainen
Ilmassa oleva happi osallistunee palamiseen, ja steariini, parafiini ym.
kynttilän raaka-aineet ovat hiilivetyjä. Hiilidioksidi vienee saman verran
tilaa kaasuna kuin happi (CO2 - O2), mutta hiilivedyn palamistuloksena on
myös vettä, jonka olettaisin tiivistyvän astiassa olevan veden joukkoon.
Eli, osa purkin sisältämästä hapesta "katoaa", ja lämpölaajenemisen
lisäksi vähentää kaasutilavuutta astiassa.
Muistelen nähneeni joskus vuonna 1&2 wanhan kemian oppikirjan, jossa koe
esitettiin pelkästään esimerkkinä palamisen hapenkulutuksesta.
Janne

Kun se happi vähenee, kynttilä savuttaa. Osa hapesta sitoutuu niihin
hiukkasiin, osa savusta on tietysti aika puhdasta hiiltä.

[Juha Nieminen]

Post by Janne Ollikainen
Ilmassa oleva happi osallistunee palamiseen, ja steariini, parafiini ym.
kynttilän raaka-aineet ovat hiilivetyjä. Hiilidioksidi vienee saman
verran tilaa kaasuna kuin happi (CO2 - O2), mutta hiilivedyn
palamistuloksena on myös vettä, jonka olettaisin tiivistyvän astiassa
olevan veden joukkoon.
Eli, osa purkin sisältämästä hapesta "katoaa", ja lämpölaajenemisen
lisäksi vähentää kaasutilavuutta astiassa.
Muistelen nähneeni joskus vuonna 1&2 wanhan kemian oppikirjan, jossa koe
esitettiin pelkästään esimerkkinä palamisen hapenkulutuksesta.

Mielenkiintoinen vaihtoehtoinen selitys, muttei oikein pidä vettä
(pun intended).

Mikäli ilmanpaineen muutos johtuisi sen koostumuksen muutoksesta,
joka on seurauksena palamisilmiöstä, silloin ilmanpaine muuttuisi
vähitellen koko palamisen aikana, kun yhä enemmän ja enemmän happea
palaa. Toisin sanoen, lasi imisi vettä jo palamisen aikana.

Näin ei kuitenkaan käy. Niin kauan kun liekki palaa, ilmanpaine
pysyy samana eikä lasi ime yhtään vettä. Vasta kun liekki sammuu,
laskee ilmanpaine ja vesi imeytyy lasin sisälle. Mikään ilman
koostumuksen muutos ei voi selittää, miksi ilmanpaine muuttuu
vasta kun liekki sammuu. Ainoastaan lämpötilan äkillinen laskeminen
(liekin sammuttua) selittää sen.

[Risto Rytkönen]

On Wed, 29 Mar 2006 12:57:06 +0300, Juha Nieminen

Post by Juha Nieminen

Post by Voitto W. Kotiaho
Mistä johtuu? Itse en osaa ilmiötä varmuudella selittää.

Kuten muut ovat jo asian kuvanneet, oikea selitys on varmastikin
Kun kynttilässä on liekki, se lämmittää ilmaa ympärillään (ja
erityisesti sen yläpuolella), joka on näin ollen vähemmän tiheää.
Kun lasi laitetaan kynttilän päälle, lasissa oleva ilma on enimmäkseen
lämmintä, vähemmän tiheää ilmaa.
Kun liekki sitten sammuu, ilma viilenee nopeasti ja sen tiheys kasvaa,
jolloin lasiin muodostuu alipaine, joka vetää veden lasin sisään.
Tätä ilmiöntä voi testata muillakin tavoin: Esimerkiksi ota jokin
pienehkö lasi, pistä hetkeksi liekki sen sisälle ja laita sitten
lasin suuaukko ihoa vasten: Lasi "imee" ihoa niin, että se pysyy
pitämättäkin paikoillaan. Tätä ilmiötä käytetään joissain
kansanlääketieteen "hoitomenetelmissä", ehkä jopa kuppauksessa.

RR kommentoi:
Onpa mielenkiintoinen aihe!
Itse asiassa siinä taitaa vähän itsekukin olla osittain oikeassa.
Kun steariinin hiili palaa, niin muodostuu hiilidioksidimolekyylejä,
jotka aluksi ovat kaasuna CO2, joka tulee happimolekyylin O2 tilalle.
Tosin lämpimämpänä kuin happi ja isomman tilan vaativana, niin että
periaatteessa lasin reunan yli voisi kaasukuplia pulputa poiskin päin.
Toisaalta CO2 alkaa liueta veteen, mutta se tuossa ilmeisen hidas
prosessi. Kun steariinin hiilivedyn vety H palaa ja yhtyy happeen,
muodostuu vesihöyryä H2O:ta ja niitä molekyylejä muodostuu kaksin
kertainen määrä poistuviin happimolekyyleihin nähden.Lasin sisällä
olevan kaasun tilavuuden pitäisi siis kasvaa kohtalaisesti ja
kaaasukuplia poistua lasin reunan yli ainakin jonkin verran.
Toisaalta vesihöyryllä on aika pieni kyllästymisaste ilmassa ja se
alkaa tiivistyä vedeksi jo sinä aikana kun liekki vielä lepattaa.
Lopuksi liekin sammuttua lasissa olevan kaasun jäähtyminen ja
samalla tilavuuden pieneneminen aiheuttaa sen, että veden pinta
nousee siinä kumollaan olevassa lasissa. Jos kaasuseos lasissa on
liekin sammuessa +273 C* ja se jäähtyy 0 asteiseksi, niin tilavuus
pienee puoleen. Tuolla kokeella jotakin minunkin nuoruudessani1950
luvulla fysiikan oppikirjoissa selitettiin ja muistaakseni se oli
hapen kulutusta, mutta se ei tainnut ollakaan ihan oikea selitys!

Terveisin Risto Rytkönen

[Juha Nieminen]

Post by Risto Rytkönen
Tuolla kokeella jotakin minunkin nuoruudessani1950
luvulla fysiikan oppikirjoissa selitettiin ja muistaakseni se oli
hapen kulutusta, mutta se ei tainnut ollakaan ihan oikea selitys!

Niinpä. Jos selityksenä olisi "hapen kulutus", silloinhan lasin
sisällä oleva alipaine kasvaisi vähitellen hapen kuluessa, ja vettä
imeytyisi sisään jo liekin vielä palaessa. Näin ei kuitenkaan käy.

[Otto J. Makela]

Post by Voitto W. Kotiaho
Lautaselle laitetaan vähän vettä (n. 5 mm) ja keskelle lautasta
laitetaan pieni kynttilä palamaan. Sitten sen kynttilän päälle
laitetaan vesilasi ylösalaisin. Kun kynttilä sammuu hetken kuluttua
hapen loppumisen johdosta, niin tapahtuu semmoinen kumma ilmiö että
vettä imeytyy vesilasin sisään siten että vedenpinta on lopulta
vesilasin sisällä huomattavasti korkeammalla kuin muualla lautasella.
Ilmiö itse asiassa alkaa jo ennen kuin kynttilä on ehtinyt kunnolla
sammua.
Mistä johtuu? Itse en osaa ilmiötä varmuudella selittää.

Kun lasi laitetaan kynttilän päälle ilmaa myös hetken aikaa karkaa
lasista kynttilän lämmön ilmaa laajentavan vaikutuksen takia.
Sitten kun kynttilän lämmöntuotto hiipuu sen alkaessa sammua
hapenpuutteeseen alkaa vettä tulla korvaamaan jäähtyvää ilmaa.

Erittäin perusteellinen opetusopas tähän klassiseen demoon löytyy:
http://www.bananasinpyjamas.com/science/surfingscientist/pdf/lesson_plan10.pdf