Ei toimi

Aikaisemmin luulin, että luokkaan fyysikon työvälineitä, jotka eivät toimi kuuluisi lähinnä sähkökäyttöisiä vempeleitä. (Muistaako kukaan kouluajoiltaan, kuinka sähköopin kurssilla kaikki demonstraatioparistot olivat tyhjiä, lamput palaneita, virtamittarit reistailivat ja staattinen sähkövaraus purkautui, koska ilmankosteus oli liian suuri?) Nyt olen oppinut, että yliopistofysiikassa on käytettävissä paljon laajempi kirjo välineitä, jotka eivät toimi.

Liitutaulu ei toimi - liitu tarttuu sen pintaan niin heikosti, että yleisölle asti ei näy, mitä taululle on kirjoitettu.

Sivuleikkuri ei toimi - leikkausterä on lommoilla ja tylsä. Sillä ei saa hiuksenpaksuista metallilankaa katki.

Sinitarra ei toimi - se ei tartu kiinni mihinkään. Mitvit, onko meillä käytössä Neuvostoliitossa valmistettua sinitarraa?

Ja nyt sitten jäävesi ei toimi. Ilmeisesti laboratorioon on päässyt pesiytymään Maxwellin demoni, joka pilailee kustannuksellani.

Lämpöopin 2. pääsäännön mukaan lämpö virtaa aina kuumemmasta kappaleesta kylmempään. Jos kulhossa on jäävettä, sen lämpötila on  0°C, koska olomuodon muutos eli jään sulaminen tapahtuu vakiolämpötilassa*. Ja jos jääveteen on upotettu toinen astia, jonka sisällä oleva lämpömittari näyttää 7°C, niin lämpöä siirtyy toisesta astiasta jääveteen eli toisen astian lämpötila laskee.

Maxwellin demoni on pieni otus, joka paimentaa atomeja ja molekyylejä yksi kerrallaan: nopeasti liikkuvat eli kuumat molekyylit yhteen suuntaan, ja hitaat eli kylmät molekyylit toiseen suuntaan. Demonin väliintulo aiheuttaa sen, että kuumien molekyylien keskittymä pysyy kuumana ja kylmä nurkka pysyy kylmänä. Lämpötilat eivät tasoitu, kuten niiden 2. pääsäännön mukaan pitäisi.

Minä yritin mitata, miten valmistamani näytteen sähkönjohtavuus muuttuu, kun näytettä kylmennetään ja kuumennetaan. Näyte oli pullossa, johon oli sullottu lämpömittari ja resistanssimittarin johdot**, ja pullo upotettu jääveteen. Ja lämpömittarin mukaan 7-asteisen pullon lämpötila lähti nousemaan jäävedessä.

Sitten tuli kuumentamisen vuoro. Siirsin pullon jäävesihauteesta silikoniöljyhauteeseen*** ja säädin termostaatin 200°C :een. Pullon lämpötila lähti nousemaan vastahakoisesti ryömien. Lopulta päätin, että nyt se on riittävän kuuma, ja nostin pullon pois öljyhauteesta jäähtymään. Silloin lämpötila alkoi nousta huomattavasti nopeammin.

Voisin syyttää teorian ja havaintojen ristiriidasta pullon suurta lämpökapasiteettia ja huonoa lämmönjohtokykyä, mutta syytän mieluummin Maxwellin demonia. Demonin manaaminen pois tulee halvemmaksi kuin parempien mittalaitteiden hankkiminen, ja onnistumisen todennäköisyys on suunnilleen sama.


* Oletamme, että sulaminen tapahtuu normaalissa ilmanpaineessa, ja että vesi on puhdasta.

** Tietenkin myös resistanssimittari ja sen sähköjohdot reistailivat. Sähkökäyttöinen vempele ei toimi - poikkeuksia tästä säännöstä ei ole koskaan havaittu.

*** Silikoniöljyn kanssa työskenteleminen on loistava keino menettää hermonsa. Silikoniöljy ei pala, ei haihdu, ei reagoi juuri minkään kanssa, ei ole vaarallista, ei haise pahalta eikä tee juuri mitään muuta kuin tahmaa. Jos sitä joutuu väärään paikkaan, sitä ei saa pestyksi pois millään, ja silikoniöljyä käsitellessä sitä joutuu aina väärään paikkaan. Silikoniöljyn kanssa kosketuksiin joutunut esine on tahmea ja liukas siihen asti, kunnes Auringon kuolinkouristukset höyrystävät tämän planeetan olemattomiin. Olen pudottanut käsistäni astian, jonka ulkopinta oli silikoniöljystä niin liukas, ettei siitä saanut otetta.