Kiinteiden aineiden, nesteiden ja kaasujen ominaisuudet

Lina ja Leon ovat aamiaisella. Leikkaan sinulle juustoa, Lina! Sitä haisevaako? Yöök, ei kiitos! Sitten syön kaiken itse!

Hups! Voi ei, Leon! Kaadoit maitoa kaikkialle! Pysäytetäänpä tämä hetkeksi ja tarkastellaan tilannetta. Juusto on valmistettu maidosta, mutta Leon voi leikata siitä siivuja eikä se läiky kuten maito.

Lina voi myös haistaa juuston. Juuston hajun toiselta puolen pöytää on jotenkin päästävä hänen nenänsä... Kuten kaikki ympärillämme, Linan ja Leonin aamiainen koostuu aineesta – pienistä hiukkasista, joita kutsutaan atomeiksi ja molekyyleiksi. Nämä hiukkaset voivat järjestyä eri tavoin. Katsotaanpa ensin juustoa.

Tällä juustonpalalla on kiinteä muoto. Kun Leon leikkaa viipaleen, myös viipale säilyttää muotonsa. Juusto vie myös vain tietyn määrän tilaa – sillä on kiinteä tilavuus. Nämä ominaisuudet kuuluvat yhdelle aineen olotiloista – kiinteä aine. Kiinteässä aineessa hiukkaset ovat pakkautuneet tiiviisti yhteen.

Niiden muodostamia kiinteitä rakenteita ylläpitävät atomien ja molekyylien väliset voimat. Näissä rakenteissa hiukkaset ovat lukittuina paikoilleen. Hiukkaset eivät voi liikkua vapaasti, mutta ne voivat väristä hieman. Muita esimerkkejä kiinteästä aineesta ovat tuolit, pöydät, lasit, lautaset, leivänpalat... Maito on eri asia.

Kun Leon kaataa maitoa tölkistä lasiin, maito ottaa lasin muodon. Kun hän läikyttää sitä – tuloksena on sotku, sillä maito leviää pitkin pöydänpintaa. Mutta jos hän voisi kerätä kaiken maidon ja laittaa sen takaisin lasiin, sen tilavuus olisi yhä tismalleen sama kuin ennen. Joten maito vie tietyn määrän tilaa – sillä on kiinteä tilavuus, mutta sillä ei ole kiinteää muotoa. Se ottaa sen astian muodon, mihin se kaadetaan.

Mutta jos astia on liian pieni, maitoa ei voi vain survoa siihen – sitä valuu reunojen yli. Nämä ovat toisen aineen olomuodon – nesteen – ominaisuuksia. Nesteissä olevat hiukkaset ovat yhä hyvin lähellä toisiaan, mutta ne eivät muodosta kiinteitä rakenteita. Ne värähtelevät kuten kiinteissä aineissa, mutta ne voivat myös liikkua ja kääntyillä. Silti hiukkasten väliset etäisyydet säilyvät melko lyhyinä ja hiukkaset törmäilevät usein toisiinsa.

Tämän vuoksi neste voi muuttaa muotoaan, vaikka sen tilavuus pysyy samana. Muita esimerkkejä nesteistä ovat vesi, sulatettu voi, astianpesuaine tai veri... Entä mikä on juuston hajun laita? Hajukin on itse asiassa ainetta, mutta eri olotilassa – haju on kaasua. Niin kuin nesteillä, kaasuillakaan ei ole tiettyä muotoa.

Mutta kaasuilla ei ole myöskään kiinteää tilavuutta — sama määrä kaasua voi täyttää huoneen kokoisen tilan tai mahtua tulitikkurasiaan. Tämän takia kaasuja voidaan ahtaa pienempään tilaan – ne voidaan paineistaa. Kaasujen hiukkaset voivat myös levitä helposti ja rajattomasti, elleivät ne ole suljettuna säiliöön. Tämä johtuu siitä, että kaasujen hiukkaset voivat liikkua vapaasti kaikkiin suuntiin nopeastikin. Esimerkkejä tavallisesti kaasumaisista asioista ovat ilma, vesihöyry tai maakaasu.

Pieraisitko juuri, Leon?! Taitaa sekin olla kaasua, hehehe! Nämä ominaisuudet siis kuuluvat aineen kolmelle olomuodolle — kiinteälle aineelle, nesteelle ja kaasulle.