Miks keel lipuvarda külge jääb ehk veidi talveteadust ({{commentsTotal}})

Autor/allikas: Aili Vahtla/ERR

Koos pakaseliste ilmadega on saabunud ERR Novaatorile terve rida talviseid lugejaküsimusi.

Miks keel lipuvarda külge jääb?
Kui tegu on metallist lipuvardaga, toimub soojusülekanne keelelt lipuvardale sedavõrd kiiresti, et keele pinnatemperatuur langeb alla 0 °C. Keele moodustavad rakud ei suuda ise piisavalt soojust toota ega veri seda soojendada, et soojakadu tasakaalustada. Suhteliselt poorse keele pind on kaetud aga süljega, mis koosneb peaaegu täielikult veest. Selle jäätumisel tekkiv jää kleebibki keele lipuvarda külge.

Plasti ja puiduga madalama soojusjuhtivuse tõttu seda probleemi ei teki. Näiteks puit juhib soojust ligikaudu 150 korda kehvemini kui roostevaba teras. Jää soojusjuhtivus jääb kahe vahele. See seletab, miks võivad sõrmed ja teised kehaosad kleepuda ka jääkuubiku külge. Terasest veel oluliselt paremaks soojusjuhiks on kovalentsete sidemete tõttu teemant.

Soojusjuhtivus pakub selgitust ka sellele, miks on villased sokid sedavõrd soojad. Villakiudude vahel leidub rohkelt tillukesi õhutaskuid. Õhk on aga kehv soojusjuht.

Miks pakaselise ilmaga lumi kokku ei hakka?
Lihtsalt öeldes on inimesed liiga nõrgad. Lumepalli vormimisel sulab osa lumest lumeosakeste omavahelise hõõrdumise tõttu üles ja tahkub seejärel peaaegu hetkeliselt jääna. See hoiabki lumepalli lagunemast.

Madal temperatuuril ei pruugi vabaneda aga hõõrdumisel lume sulatamiseks piisavalt energiat. Ilma jääta vajub aga lumepall laiali. Ligikaudse arvutuste kohaselt on vaja avaldada selleks lumele -25 °C juures 2000 atmosfäärini küündivat rõhku. Võrreldavat rõhku läheb tarvis allveelaeva lömastamiseks.

Kas ja miks soe vesi jäätub kiiremini kui külm vesi?
Sellele küsimusele vastas „Novaator“ möödunud aastal. Paari tuhande aasta jooksul on toodud välja mitu erinevat selgitust.

I seletus: kuum vesi aurustub palju intensiivsemalt. Vee molekuli aurustamiseks on aga vaja palju rohkem energiat kui vee jahutamiseks. Seetõttu eraldub kuumemast veest rohkem energiat ja see jahtub seepärast kiiremini. Samuti võetakse sellisel juhul veest välja rohkem molekule. Sellega väheneb ühtlasi jahutatava vee kogus.

II seletus: Sama efekt toimib teatud tingimustel suletud anumas, milles vee mass püsib samasugune. Kui soe vesi hakkab jahtuma, kiirgub esmelt väga palju energiat pelgalt pinnatemperatuuri tõttu. Kui külmutada vett tavalises külmkapis, jahutatakse vett alt üles. Vee erinevates kihtides on selle tihedus erinev. Seejuures on vesi kõige raskem nelja kraadi juures ehk see langeb kõige madalamale. Ülemine kiht on aga hõredam ja sellest eraldub energia kiiremini.

III seletus: Suhteliselt hiljuti on saadud kinnitust, et molekulide vastastikmõjud on erinevatel temperatuuridel erinevad. Teisisõnu mõjutab jäätumisprotsessi kiirust vesiniksidemete ja kovalentsete sidemete vahekord.

Sõltuvalt vee jahutamistingimustest võib olla asjakohasem üks või teine seletus. Lõplikku seletust, millega oleksid nõus kõik teadlased, veel leitud ei ole. Samuti on oluline, mis tingimustes vett jahutatakse. Tavalises külmkapis jahutatakse vett põhja kaudu, mistõttu vee gradient on erinevates veekihtides erinev. Samuti mängib rolli vee koostis. Külmas vees on lahustunud rohkem gaase, mis mõjutab omakorda soojuse eraldamist.

Miks „kerad“ külmas kortsu tõmbuvad?
Kuigi seemnerakud elavad ja neid saab säilitada ka kehatemperatuuril ehk 37 °C juures, küpsevad need kõige optimaalse kiirusega kraadi võrra madalamal temperatuuril ehk 36 °C juures. See on põhjus, miks ripub munandikott tavatemperatuuril kehast veidi eemal ning sooja ilmaga veelgi kaugemal.

Optimaalse temperatuuri hoidmiseks võibki näha külma ilmaga vastupidist. Skrootumi lihased tõmbuvad kokku, et tuua munandeid kehale lähemale ja tõsta sellega nende temperatuuri. Sama refleks tekib ka näiteks hirmu tundmisel.

ERR Novaator ootab lugejaküsimusi aadressil teadus@err.ee

Toimetaja: Jaan-Juhan Oidermaa



ERR kasutab oma veebilehtedel http küpsiseid. Kasutame küpsiseid, et meelde jätta kasutajate eelistused meie sisu lehitsemisel ning kohandada ERRi veebilehti kasutaja huvidele vastavaks. Kolmandad osapooled, nagu sotsiaalmeedia veebilehed, võivad samuti lisada küpsiseid kasutaja brauserisse, kui meie lehtedele on manustatud sisu otse sotsiaalmeediast. Kui jätkate ilma oma lehitsemise seadeid muutmata, tähendab see, et nõustute kõikide ERRi internetilehekülgede küpsiste seadetega.
Hea lugeja, näeme et kasutate vanemat brauseri versiooni või vähelevinud brauserit.

Parema ja terviklikuma kasutajakogemuse tagamiseks soovitame alla laadida uusim versioon mõnest meie toetatud brauserist: