Mistä sähkö tulee?

Lasten tiedekysymyksissä pohditaan myös lentolaitteiden nopeusrajoituksia ja kalojen haukottelua. Entä onko horna olemassa?

Kun laittaa töpselin seinään, elektronit pääsevät liikkeelle.

20.1. 2:00 | Päivitetty 20.1. 8:22

Joel Ahtola 8

Maailma muodostuu alkuaineista, joita ei voi muuttaa toisikseen.

Jokaisella alkuaineatomilla on juuri sille sopiva määrä elektroneja, pieniä hiukkasia jotka kiertävät kehää atomin ulkoreunalla. Toisissa alkuaineissa elektronit ovat tiukemmassa, toisissa löysemmässä.

Elektronit voivat liikkuvat atomeista toiseen. Tätä elektronien liikettä sanomme sähkövirraksi.

Esimerkiksi ukkospilvessä ilmavirtausten mukana kulkevat jääkiteet siirtävät elektroneja pilven sisällä niin, että lopulta elektronit haluavat palata nopeasti paikoilleen. Silloin elektronien liike – sähkövirta - näkyy ja kuuluu salamaniskuna.

Elektronien liikettä on luonnossa koko ajan. Ihmisten ja eläinten hermosto toimii sähköisesti. Myös ihminen valmistaa sähkövirtaa erilaisilla laitteilla.

Akuissa ja paristoissa yhdistellään alkuaineita paketeiksi, joissa elektronit haluavat vaeltaa paikasta toiseen.

Virtaa riittää, kunnes elektronit ovat siirtyneet sinne minne haluavat, ja akku tyhjenee. Tyhjä akku täytyy ladata käyttöä varten työntämällä sähkövirralla elektronit toiseen asemaan.

Generaattoreissa, kuten polkupyörän dynamossa, mekaanista liikettä muutetaan elektronien liikkeeksi magneettien avulla.

Generaattoreilla voidaan tuottaa hyvinkin suuria määriä sähköä voimalaitoksissa, kuten vesivoimaloissa tai ydinvoimaloissa. Voimalaitoksilla tuotettu sähkö kuljetetaan ihmisten töpseleihin sähköverkkoja pitkin.

Juhani Hyvärinen

Professori, energiatekniikan osaston johtaja

Lappeenrannan-Lahden teknillinen yliopisto LUT

Lentokoneilla on selvät ohjeet sallituista nopeuksista esimerkiksi lentokenttien yllä.

Onko ilmassa lentokoneilla ja helikoptereilla nopeusrajoituksia? Kuka määrittelee, kuinka nopeasti koneet saavat lentää?

Evert Helin, 5

Taivaalla ei voi olla nopeusrajoituskylttejä, mutta rajoituksia kyllä on olemassa.

Ilmatila on jaettu erilaisiin osiin eli ilmatilaluokkiin, joita koskevat tietyt rajoitukset.

Ilmailukarttojen avulla lentäjät tietävät, missä ilmatilassa he milloinkin lentävät. Pääsääntö on, että kun lennetään alle noin kolmen kilometrin korkeudessa (lentopinnan 100), nopeus ei saa olla yli 250 solmua eli 463 kilometriä tunnissa.

Suomessa C-luokan ilmatilassa osa koneista saa kuitenkin lentää vapaalla nopeudella. Se on luvallista mittarilentosääntöjen alaisille lentokoneille eli koneille, jotka saavat lentää myös pilvien sisällä. Vastaavia vapaan nopeuden ilmatiloja on muissakin maissa.

Eri lentokentillä voi myös olla omia paikallisia rajoituksia. Esimerkiksi Helsinki-Vantaalle saapuvat lentokoneet eivät saa lentää liian hitaasti. Nopeuden on oltava vähintään 150 solmua (278 kilometriä tunnissa) neljään meripeninkulmaan eli noin 7 400 metriin saakka ennen laskeutumista.

Nopeusrajoitukset löytyvät Ilmailukäsikirjasta, johon jokaisen lentäjän tulee perehtyä.

Ilmatilaluokkien rajoitukset on säätänyt maailmanlaajuisesti Yhdistyneiden Kansakuntien järjestö ICAO. Ilmatilan luokkajaosta Suomessa päättää Liikenne- ja viestintävirasto Traficom ja lentokenttien nopeuksista päättää paikallinen ilmaliikennepalvelun tarjoaja.

Lisäksi lennonjohtajat antavat lentäjille kulloisenkin liikenteen vaatimaa vaatimaa nopeusohjausta.

Jani Hottola

erityisasiantuntija

Liikenne- ja viestintävirasto Traficom

Laitilan Pyhän Mikaelin kirkon vanhassa seinämaalauksessa ihmiset päätyvät lopulta hornan eli helvetin kitaan.

Onko horna olemassa?

Ahti Lipponen, 7

Jos horna tai helvetti ajatellaan paikkana, jonka sijainti ja koko tiedettäisiin ja josta voisi vaikka ottaa valokuvan, niin vastaus on ei. Hornaa ei ole olemassa.

Toisella tapaa ajateltuna kysymys ei ole ihan noin yksinkertainen. Vaikka emme voi löytää hornaa kartalta, uskovat jotkut ihmiset hornan olemassaoloon. Heidän näkökulmastaan hornan voi ajatella olevan olemassa.

Usko hornan olemassaoloon vaikuttaa siihen uskovien ihmisten käyttäytymiseen. Hornaan uskova voi esimerkiksi jättää varastamatta karkkia kaupasta, koska pelkää, että siitä joutuu hornaan.

Hornaan uskovien käyttäytyminen voi siis tällä tavoin välillisesti vaikuttaa myös ihmisiin, jotka siihen eivät usko.

Tavallaan kysymys hornan olemassaolosta on hieman samanlainen kuin kysymys Jumalan olemassaolosta. Vaikka tiede ei voi todistaa Jumalan olemassaoloa, Jumalaan uskoville hän on olemassa.

Titus Hjelm

uskontotieteen professori

Helsingin yliopisto

Kirjolohi etualalla näyttää haukottelevan-.

Haukottelevatko kalat veden alla?

Verna Siponen, 10

Useiden kalalajien on havaittu haukottelevan veden alla.

OIen itsekin useita kertoja nähnyt esimerkiksi ahventen tekevän vedessä haukottelua muistuttavaa suun aukomisliikettä. Henkäisyiltä se ei kuitenkaan ole näyttänyt.

Kun me ihmiset nimittäin haukottelemme, vedämme reilusti ilmaa keuhkoihin. Kalat sen sijaan puristavat haukotellessaan tai muuten hengittäessään veden kiduslehtiensä läpi ja kidusraoista ulos, eivätkä näin vedä vettä kiduksiinsa. Vedestä kalat saavat elämälle välttämätöntä happea.

On arvioitu, että kaikki selkärankaiset eläimet haukottelevat. Haukotuksen merkitystä on pitkään ihmetelty. Edes ihmisten kohdalla syystä ei ole varmuutta.

Yksi tuore selitys ihmisen haukottelulle on, että se auttaisi viilentämään aivojen lämpötilaa ja lisäämään niiden verenkiertoa. Voi olla, että kalojenkin haukottelu lisää aivojen verenkiertoa. Näin se saattaa vaikuttaa myös vireystilan muuttumiseen.

Muitakin syitä voi hyvin olla. Esimerkiksi jotkut kirjoahvenet näyttäisivät käyttävän suun aukomista uhittelemiseen reviirikiistoissa.

Jari Raitaniemi

erikoistutkija

Luonnonvarakeskus

Lähetä kysymys, kysyjän koko nimi ja ikä osoitteeseen hs.tiede@hs.fi. Palstaa toimittavat Touko Kauppinen ja Juha Merimaa.

Luitko jo nämä?

Osaston luetuimmat