Miks mõni asi tundub soojem kui teine?

Puutudes igapäevaelus kokku erinevate esemetega, võib märgata, et mõned esemetest tunduvad katsudes justkui külmemad kui teised. Võrreldes näiteks mõnd toas olevat metalleset raamatuga, tundub raamat käega katsudes millegipärast soojem. Esemete temperatuuri mõõtmisel ilmneb aga, et mõlemad on tegelikult sama temperatuuriga.

Soojusjuhtivus

Pannes metallist lusika kuuma veega täidetud kruusi, muutub lusikas peagi sama kuumaks kui vesi. Ah et miks? Kuuma vee kiiresti liikuvad molekulid panevad kokkupuutel külma metallist lusikaga kiiremini liikuma ka selle molekulid. Nii liigub soojus aina edasi, muutes lusikagi kuumaks. Soojuse edasi liikumisel vesi jahtub, sest annab osa oma kuumusest edasi ning lõpuks on lusikas ja vesi sama temperatuuriga.
Seda protsessi kirjeldab soojusjuhtivus.

  • Soojusjuhtivus ehk soojusenergia kandumine kuumemalt kehalt külmemale molekulidevaheliste põrgete tagajärjel. Soojusjuhtivus on üks soojusülekande vorme.

Lihtsalt öeldes kandub kruusi soojus üle ka lusikale ning sealt omakorda ruumi edasi. Miks näiteks jahtub kohv laual seistes? Põhjus on lihtne: soojus kandub kruusist laiali üle kogu ruumi.  

Hea soojusjuht või mitte?

Seda, kui soe või külm mingi ese meile tundub, tunnetame me nahas asuvate retseptorite abiga. Siiski ei tunneta me asja otsest temperatuuri, vaid seda, kui kiiresti see soojusenergiat meile kas üle kannab või hoopis võtab. Paber pole nii hea soojusjuht kui metall ning seetõttu tunneme me pabermaterjalist raamatut ka soojemana. Lisaks paberile on halvad soojusjuhid ehk soojust mitte ära kandvad veel ka näiteks jää, vesi, klaas, õhk.  

Metall on hea soojusjuht – omandab soojust kiiresti ning kannab hästi soojust üle soojematelt osadelt külmematele. Katsudes käega metalli, „röövib“ metall käesoojust. Muide, sarnasel põhjusel ei tohiks talvel ka keelt jäätunud metalli vastu panna. Inimese keel pole nii hea soojusjuht kui metall ning kuna metall omandab soojust kiiremini kui meie keha toota jõuab, võtab külm metall keelel olevast ilast kogu soojuse. Selle tõttu ila temperatuur langeb ning vesi jäätub keele pindmistes osades, liimideski keele metalli külge. 

Vaata ka samateemalist videot siit.


Testi oma teadmisi! 
 

1. Miks tunnetame pabermaterjalist raamatut soojana?
a) Sest paber omandab soojust kiiresti
b) Sest paber ei kanna soojust ära
c) Sest paber on hea soojusjuht

2. Soojusenergia kandub kuumemalt kehalt külmemale…
a) molekulide lagunemise tagajärjel
b) õhu liikumise tagajärjel
c) molekulidevaheliste põrgete tagajärjel 

3. Metall…
a) ei omanda soojust
b) omandab soojust kiiresti 
c) on halvem soojusjuht kui jää
 


Õiged vastused: 1-b; 2-c; 3-b

Loe edasi

Keemiliste elementide perioodilisustabel

Perioodilisustabel on üks imelik tabel, mida sa näed igas keemiaklassis ning mis on kõigi koolipäevikute tagaküljel. Allolevas videos on näha, miks see tabel nii oluline on. 

Veidike ajaloost

Juba antiikajast on püütud keemilisi elemente klassifitseerida. Antiikaja mõtlejad arvasid, et maailm koosneb neljast elemendist (maa, vesi, õhk, tuli). Üks esimesi, kes proovis elemente teistmoodi klassifitseerida, oli Antoine Lavoisier. Temale järgnesid John Dalton, kes järjestas elemendid kaalu järgi. Saksa keemik Johann Wolfgang Döbereiner liigitas elemendid nende omaduste järgi. Tänapäevase perioodilisustabeli lõi aga Dimitri Ivanovitš Mendeljev, kes suutis reastada elemendid nii aatommassi kui ka keemiliste omaduste järgi. Kõige huvitavam on aga fakt, et ta suutis ette ennustada elemente, mida polnud veel avastatud. Alloleval pildil on näha Mendelejevi 1871. aasta perioodilisustabel, kus on märgitud tühjad kohad seni avastamata elementidele. Peamine erinevus Mendelejevi ja tänapäeva perioodilisustabeli vahel on see, et elemendid ei ole reastatud mitte aatommassi järgi, vaid vastavalt aatomnumbrile, mis väljendab prootonite arvu tuumas ehk aatomituuma elektrilaengut. 

Veidike tabelist

Perioodilisustabelil on kujutatud 118 teadaolevat keemilist elementi. 94 keemilist elementi on looduslikud. Ülejäänud 24 elementi on tehislikud. Tabelis on elemendid paigutatud tuumalaengu suurenemise järjekorras. Peale seda on sarnaste omadustega elemendid paigutatud üksteise alla. Perioodilisustabel on jaotatud rühmadeks (loetakse vasakult paremale) ja perioodideks (loetakse ülevalt alla)

Perioodilisussüsteemi seaduspärasused

Perioodilisussüteemil on olemas teatud seaduspärasused, mida on vajalik meeles pidada: 

  • Perioodis paremale liikudes suureneb väliskihil olevate elektronide arv. Rühmas ülalt alla liikudes suureneb elektronkihtide arv. 
  • Paremale liikudes aatomi raadius väheneb, sest tuumalaeng kasvab. 
  • Ülalt alla liikudes suureneb aatomi elektronkihtide arv. 
  • Vasakult paremale liikudes suurenevad mittemetallilised omadused. Ehk tabeli vasakul pool on metallid ning paremal mittemetallid. 
  • Ülalt alla liikudes suureneb metallide puhul keemiline aktiivsus, sest väliskihi elektronid on tuumast kaugemal ning sellega nõrgemalt seotud. 

Kuidas tabelit kasutada?

Mida võib ühe aine kohta tabelist välja lugeda? Võtame näiteks naatriumi. 

Esimese asjana, mille perioodilisustabelist välja saab lugeda on naatriumi aatommass, mis on 22,99. Lisaks sellele on võimalik näha, et naatrium on tabelis IA rühmas ja 3. perioodis, mis tähendab, et naatriumil on 3 elektronkihti ja viimasel elektronkihil on 1 elektron. Naatrium on tabelis üheteistkümnes element ehk naatriumi aatommass (prootonite arv tuumas) on 11. Selle info järgi saame välja arvutada elektronide arvu naatriumi erinevatel elektronkihtidel (vastavalt 2, 8 ja 1). Aatommass on prootonite ja neutronite arv kokku. Järelikult on võimalik välja arvutada ka neutronite mass (23-11=12). 

Lisainfot

Kuna tegemist on meeletult mahuka teemaga on võimatu analüüsida kõiki perioodilisustabeli erinevaid kasutusviise. Sellepärast soovitan järgnevalt erinevaid videosid, mis võivad teema uurimisel kasuks tulla. Solving the puzzle of the periodic table – Eric Rosado

The genius of Mendeleev’s periodic table – Lou Serico

The Periodic Table: Crash Course Chemistry #4

Khan Academy vastavad videod on saadaval siit. Neid ma soovitan vaadata, kui on soov paremini mõista elektronkihtide teemaga seotud probleeme (mitu elektronkihti on elemendil, kuidas need kujunevad, mitu elektroni on elektronkihil jms). 

Loe edasi

Miks hakkab inimestel loksuvas sõidukis paha?

Kas sa oled kunagi tundud iiveldust auto või laevaga sõites? Kui jah, siis kuulud sellesse kolmandikku populatsioonist, kellel see esineb. Mõned eriti ebaõnnelikud ei suuda lühematki laevareisi läbida ilma oksendamiseta. Mõnel tekib vaid kerge iiveldus. Sellegi poolest – kas me ei saaks midagi ette võtta?

Mis asi see siis õige on on?

Kuigi teadlased pole kindlad selles, miks autos lugemine või laevaga sõitmine meid oksendama paneb, on jõutud selgusele mis seda iiveldust põhjustada võib. See tuleb sinu kahe sensoorse süsteemi lahkhelidest.

  • Silmad, mis jälgivad näiteks raamatut, ei märka liikumist. Raamat rapub koos bussiga kaasa ning silmade jaoks on see sama, mis kodus tugitoolis lugemine. Sama kehtib iPadi pealt video vaatamisega või eesistme külge kinnitatud nätsu jälgimisega.
  • Sinu tasakaaluelund aga jälle märkab liikumist. Poolringkanalid ja kaks kotikest saadavad meie ajju signaale ja hoolitsevad meie sisekõrvas selle eest, et me saaksime aru kumba pidi me seisame. Seal olev vedelike ja karvakeste süsteem töötab hästi. Vahest liiga hästi. Laevas või bussis olles märkab ta loksumist ja liikumist isegi siis, kui su silmad seda ei märka.

Vastupidine võib juhtuda kinos, kus sinu silmad märkavad ekraanil liikumist, kuid tasakaaluelund ütleb taas õigesti, et me oleme paigal.

Miks meil sellest siis halb hakkab?

Ja siit alates ei julge teadus meile midagi kindlalt öelda. Tõestatud pole midagi, kuid on siiski üks väga populaarne teooria.

Meie tehnoloogia on arenenud kiiresti. Liiga kiiresti. Inimesed ei ole loodud selleks, et autodega sõita. Kõik meie impulsid ja alateadlikud instinktid on meiega koopas elamise ajast säilinud. Me oleme ehituselt siiski samad inimesed, kes me olime 20 000 aastat tagasi.

“Aga kuidas see kõigega seotud on?”

Koopas elades oli ainuke põhjus meie sensoorsele lahkhelile mürk. Kui su tasakaaluelund rääkis teist juttu kui silmad, polnud väga muud võimalust, kui see, et sa olid tarbinud mürki. Ja mis on kõige lihtsam viis inimese kehast mürgi eemaldamiseks? Oksendamine.

Nii tasakaaluelund kui ka antud lahkhelidele tulev reaktsioon on vägagi kasulikud, lihtsalt mitte autoga sõitmise ajal lugedes.

Mida me siis teha saame? Mitte midagi. Me saame vaid oodata ja loota, et paarituhande aasta pärast jõuab evolutsioon meile lõpuks järgi. Muidugi arvestades praegust tehnoloogia arenemise kiirust, on selleks ajaks juba kindlasti leitud uusi viise, kuidas inimeste meeli segadusse ajada. Hetkel peame me leppima reisitablettidega.

LISAMATERJAL


Testi oma teadmisi!

1. Kui sinu sõbral hakkab su kõrval lennukis paha, mida sa teed?
a) Lähen talle võimalikult ligi
b) Annan talle raamatu, mida lugeda
c) Leian talle oksekoti

2. Kuidas töötab tasakaaluelund?
a) Karvakesed tunnetavad vedeliku liikumist gravitatsiooni tõttu.
b) Kõrv saadab välja infrapunakiiri, mis peegelduvad tagasi
c) Aju oletab silmade informatsiooni põhjal, mis pidi sa oled

3. Sa ärkad üles aastal 20 000 eKr. Sul läheb kõht tühjaks ja sa sööd mingeid marju. Sul tekib sarnane iiveldus nagu sul oli laeva peal sõites. Mida sa teed?
a) Söön reisitablette 
b) Söön veel neid marju
c) Oksendan
 


Õiged vastused: 1c; 2a; 3c

Loe edasi