Kultaneidon taonta
KALEVALASSA: Ilmarinen suree kuollutta vaimoaan, Pohjolan neitoa, ja takoo itselleen uuden naisen kullasta. Kultaneito on kuitenkin kylmä.
MEIDÄN TUTKIMUKSEMME: Tutkimme lämmön siirtymistä eri metalleissa ja yritämme vastata, miksi metalliesineet voivat tuntua kylmältä.
Teoriaa:
Lämpö voi siirtyä johtumalla eri aineissa. Kun lämpö siirtyy johtumalla, aine ei itse liiku mihinkään, vaan lämpöliike siirtyy hiukkasesta toiseen. Lämpöliike pyrkii tasaantumaan kaikkialla aineessa yhtä suureksi. Metallien hyvä lämmönjohtojohtokyky johtuu vapaasti liikkuvien elektronien kykyyn välittää tehokkaasti lämpöliikettä. Huoneenlämpötilassa kun metallia koskettaa, metalli tuntuu kylmemmältä koska lämpö siirtyy kädestä metalliin.
Testi 1.
Tutkimuksen eteneminen: Lähdimme tutkimaan, kuinka kylmä kulta nainen on ja jos sen olisi tehnyt puusta, niin kuinka kylmä se olisi ollut. Ensin vietiin tietyt materiaalit lumihankeen kymmeneksi minuutiksi. Tämän jälkeen laitoimme desin vettä kuuteen kuppiin, minkä jälkeen laitoimme palikat kuppeihin ja seurasimme veden lämpötilaa.
Lämpötilojen mittaaminen
Ensin mitattiin veden lämpötila ja laskettiin, kuinka paljon veden lämpötila laskee palikoitten mukaan.
Palikoitten jakaminen
Sitten jaettiin palikat kaikille.
Kokeessamme käytimme rautaa, alumiinia,muovia, puuta ja korkkia. Veden lämpötila muuttui eniten puun ja muovin vaikutuksesta, kun taas lämpötila muuttui vähiten korkin ja alumiinin vaikutuksesta.
Säilytys
Lopuksi siirrettiin sisälle säilytykseen.
Testi 2.
Toisessa kokeessa laitoimme erilaisiin kappaleisiin herneitä kookosrasvalla kiinni ja laitoimme kappaleet astiaan, jossa oli kuumaa vettä. Tarkoituksena oli tutkia, milloin lämpö johtuu vedestä ja sulanut kookosrasva pudottaa herneen kappaleesta.
Herneen putoamisaikaa kuvaava taulukko sekunneissa
Sinkki kappale johti parhaiten lämpöä, jonka jälkeen tulivat kupari, alumiini ja muovi. Huonoin lämmönjohtavuus oli puulla.
Testi 3.
Alumiini, messinki ja rauta menettivät lämpöä nopeasti. Puun lämpötila ei vartin aikana juurikaan muuttunut.
Johtopäätökset
Kun ihminen koskettaa kylmää metallia, lämpö siirtyy nopeasti ihosta metalliin. Iho siis jäähtyy, ja siksi metalli tuntuu kylmältä. Puu taas esimerkiksi ei johda hyvin lämpöä. Kun kylmää puuta koskettaa, lämpö ihosta ei siirry puuhun nopeasti ja siksi lämpö pysyy iholla eikä puu tunnu kylmältä. Ilmarisen takoma kultanainen tuntuu siis kylmältä normaalissa huoneen lämpötilassa. Mikäli kultanaista koskettaisi ihmisen ruumiinlämpöä kuumemmassa tilassa, nainen tuntuisi päinvastoin hyvin kuumalta.