Kuva Shutterstock
Kuva Shutterstock

Hetkittäin ihan hulppeita määriä.

Keskimäärin ihminen lämmittää 130 watin eli parin tavallisen hehkulampun teholla. Sen verran irtoaa normaalissa istumatyössä. Kovassa ruumiillisessa rasituksessa tuotto voi hetkellisesti nousta jopa 2 000 wattiin.

Jokainen meistä tuottaa siis merkittävän määrän lämpöä. Tämän huomaa, kun ihmisiä kokoontuu samaan tilaan. Esimerkiksi luentosalien ilmastoinnin mitoituksessa käytetään vajaan sadan watin oletustehoa.

Lämpö syntyy elimistön perusaineenvaihdunnasta kemiallisten reaktioiden sivutuotteena. Lepotilassa maksa ja lihakset tuottavat kumpikin neljänneksen kaikesta elimistön lämmöstä, aivot 15 prosenttia. Perusaineenvaihdunnan lisäksi vaikuttavat ruumiillinen rasitus ja yksilölliset tekijät. Liikunta lisää lämmöntuottoa yli kymmenkertaiseksi lepoaineenvaihduntaan verrattuna.

Lepotilassa aikuisen koko aineenvaihdunta muuttuu käytännössä lämmöksi. Lihastyön hyötysuhde on enintään 21 prosenttia, joten vähintään 79 prosenttia kulutetusta energiasta muuttuu lämmöksi.

Tahaton lihasvärinä, jolla elimistö reagoi kylmään, muuttaa kaiken käyttämänsä energian lämmöksi. Se voi lisätä lämmöntuoton hetkellisesti 3–5-kertaiseksi.  Myös ruskea rasva tuottaa lämpöä, mutta sen määrästä ei ole hyvää arviota.

Vastaajana Hannu Rintamäki, tutkimusprofessori, Työterveyslaitos

Julkaistu Tiede-lehdessä 11/2014

Peippo on munallaan mitattuna Suomen kiivi. Kuva: Getty Images

Vatsanseutu pullistuu hitusen vain muninnan lopussa.

Selitys piilee ruumiinrakenteessa. Se, mikä näyttää linnun vatsalta, on itse asiassa enimmäkseen rintakehää, jonka lihasten alla on kova ja leveä rintalasta. Pehmeää ”vatsaa” linnuilla on vain pieni alue pyrstön ja jalkojen välissä.

Rintakehä voi toki liikkua ulommaksi, kun sisäelimet sitä työntävät, mutta koska se on panssarimainen, siihen ei synny pullistumaa.

Munarauhasessa syntyy vain ruskuainen, ja niitä irtoaa munanjohtimeen yksi kerrallaan. Valkuainen ja kuori syntyvät munanjohtimen loppupäässä hyvin nopeasti, eikä lintu ”kanna” niitä vatsassaan.

Kun muna on juuri tulossa, vatsanseutu voi periaatteessa hieman paisua, mutta sitä ei näe, koska silloin linnut istuvat visusti pesissään. Tämä vaihe kestää vain muutamia tunteja.

Ääriesimerkki lienee kiivi, jolla on kokoon suhteutettuna suurin muna. Kiivi ei näytä olevan ”raskaana”, vaikka muna on valtava, mutta varmasti sen peräpää pullistuu muninnan aikana.

Vastaajana Esa Hohtola,

eläinfysiologian emeritusprofessori, Oulun yliopisto.

Julkaistu Tiede-lehdessä 7/2018

Kuumin valkea loimuaa valkeana. Kuva: Getty Images

Värin määräävät liekin lämpötila ja säteilyn aallonpituus.

Tulella tarkoitetaan yleensä liekkiä, joka syntyy aineen palamisessa. Palaminen on kemiallinen reaktio, jossa palava aine reagoi hapen kanssa.

Kun reaktio on riittävän nopea, syntyvä lämpö ei siirry heti ympäristöön vaan nostaa palavan aineen lämpötilaa. Tämä näkyy hehkumisena tai liekkinä.

Esimerkiksi nuotiossa palamisreaktio tapahtuu liekin ulkoreunalla, ja siinä syntyy nokea. Noki taas lähettää niin kutsuttua mustan kappaleen säteilyä.

Mustan kappaleen säteilyssä kappaleen lämpötila määrää, millä aallonpituudella säteily on voimakkainta. Tätä aallonpituutta vastaa näkyvän valon aallonpituusalueella aina jokin väri.

Korkein lämpötila ja matalin aallonpituus vastaavat violettia, sitten tulevat järjestyksessä sininen, vihreä, keltainen, oranssi ja punainen.

Nuotion liekin kuumimmassa kohdassa valon aallonpituuksien voima on niin suuri, että ihmissilmä näkee sen värien yhdistelmänä eli valkoisena värinä.

Viileämmät kohdat silmä näkee niin, että väri vastaa paremmin lämpötilaa. Keltainen ja oranssi kertovat noin 1 200:n ja punainen noin 700 asteen lämpötilasta.

Mustan kappaleen säteily ei kuitenkaan selitä kaikkea tulen väreistä.

Esimerkiksi sinisessä liekissä ei ole nokea, vaan liekin väri johtuu siitä, että kaasumolekyylien viritystila purkautuu ja lähettää säteilyä. Sen aallonpituus on lähellä sinistä väriä.

Vastaajana Jorma Jokiniemi,

pien- ja nanohiukkastekniikan professori, Itä-Suomen yliopisto.

Julkaistu Tiede-lehdessä 7/2018