Aurinkokuninkaan jäätelökone

Jo oppikoulussa minussa ilmeni piirre, joka ei ole hellittänyt vuosien varrella eikä tuonut minulle ystäviä, menestystä eikä vaikutusvaltaa. Se on sietämätön näsäviisaus ja besserwisseriys.
60-luvun pedagogiksi kohtuullisen avarakatseisen äidinkielen opettajani erään opetustunnin aihe oli kielikuvat, metaforat. Esimerkkinä oli vanha sanonta, jonka mukaan sulaa se sokeri vanhankin suussa. Kysymys kuului, miten tämä metafora voidaan tulkita.
Viittaisin sen verran innokkaasti, että pääsin myös vastaamaan. Se kuului suunnilleen näin. ”Sokerin sulamispiste on +185oC, joten sen mummon tai vaarin, jonka suussa sokeri sulaa, täytyy olla varsinainen Hot Lips. Jos taas kyseessä on sokerin liukeneminen, niin sillä luultavasti tarkoitetaan symbolisesti sitä, että vanhuksillakin on rakkauselämään liittyviä henkisiä ja fyysisiä tarpeita.”



















Kuva: Kati Tyystjärvi

Nyt kun olen jo ylittänyt teini-ikäiselle aikoinaan käsittämättömän 60 vuoden ikärajan ja ihan oikeasti myös vaari, niin voin omakohtaisten havaintojen perusteella sanoa, että sehän oli kaikilta osiltaan ihan pätevä, joskaan ei välttämättä hirveän viisas vastaus.
Sulaminen ja liukeneminen ovat kaksi eri fysikaalista ilmiötä. Sulaminen on aineen olomuodon muutos kiinteästä nesteeksi ja liukeneminen on kiinteän, nestemäisen tai kaasumaisen aineen täydellistä sekoittumista nesteeseen. Jää sulaa, mutta sokeri liukenee veteen.
Sulaminen on ilmiö, joka vaatii aina lämpöä. Keväinen vesisade ei lämmitä, joten päinvastaisesta yleisestä käsityksestä huolimatta se ei juuri sulata lumikinoksia. Jää sen paremmin kuin lumikaan ei liukene veteen ilman sulamista. Kansanviisaus ”Uusi lumi on vanhan surma” kuuluu sarjaan agraarit legendat. Se perustuu vain siihen tosiseikkaan, että kevään edetessä päivät lämpenevät ja kaikki lumi lopulta sulaa. Mitään sen syvempää fysikaalista perustaa sanonnalla ei ole.
Liukeneminen on siinä mielessä arvaamattomampi fysikaalinen ilmiö, että joissakin tapauksissa se vaatii lämpöä ja joissakin luovuttaa sitä. Maantiesuolaksi sopiikin paremmin kalsiumkloridi kuin ruokasuolanakin tunnettu natriumkloridi, koska kalsiumkloridin liukenemislämpö on eksoterminen, eli liukeneva liuos lämpenee. Lisäksi kalsiumkloridin suolaliuoksen sulamispiste voi olla niinkin alhainen kuin -50 oC, joten tiet pysyvät sulina kovillakin pakkasilla. Kun vielä keksittäisiin, miten suola saataisiin olemaan ruostuttamatta autot ja saastuttamatta pohjavedet, niin siinä olisi meillä talvikelille aine verraton.
Useimpien aineiden liukeneminen jäähdyttää liuosta. Esimerkiksi kolme palaa sokeria pieneen kupilliseen kahvia laskee kahvin lämpötilaa noin 5 oC. Siis laita reilusti sokeria kahviin, jos liian kuuma kahvi pitää saada nopeasti juomalämpöiseksi. Tai vaikka ihan kylmäksi, jos uskoo sen kaunistavaan vaikutukseen.
Erityisen paljon lämpöä vaatii ammoniumkloridin, eli salmiakin makuaineen veteen liukeneminen. 1700-luvun Ranskassa Aurinkokuninkaana tunnetun Ludvig XIV:n hovissa tätä ominaisuutta käytettiin jäätelön tekoon. Vatkatusta kermasta, sokerista ja hedelmistä tehty seos laitettiin kulhoon, joka taas laitettiin isompaan vetistä jäärouhetta ja ammoniumkloridia sisältävään kulhoon. Sekoittamalla jäärouhetta voimakkaasti saatiin ammoniumkloridia liukenemaan veteen ja samalla osa jäärouheesta suli sulamispisteen aletessa. Molemmat prosessit, liukeneminen ja sulaminen vaativat lämpöä, josta osa tuli kermaseoksesta, joka jäätyi näin jäätelöksi.
Jokainen itse jäätelöä tehnyt on havainnut tuloksen olevan aika isorakeista, jos jäädytys on liian hidasta. Tämä oli varmaan pantu merkille myös Aurinkokuninkaan keittiössä. Siellä nimittäin hyödynnettiin erästä 1700-luvulla keksittyä lämpöopin ilmiötä. Tiedemiehet olivat havainneet, että lämmittämällä sopivasti jääsuolaseosta saatiin suola liukenemaan niin nopeasti, että prosessi kulutti enemmän lämpöä kuin mitä lämmitys siihen antoi. Näin jäätelöannos saatiin nopeasti jäädytettyä. Niin paradoksaaliselta kuin se kuulostaakin, Ludvig XIV:n päivällisille jäätelö valmistettiin tulen avulla.
Kuriositeettina voidaan mainita, että säveltäjä Kaija Saariahon vuonna 2008 ensi-esityksensä saaneen oopperan Emilie libretossa esiintyy tämä fysikaalinen ilmiö. Asian tulee ehkä hieman ymmärrettävämmäksi, jos tietää oopperan päähenkilön Emilie de Châtelen olleen 1700-luvun tunnetuin tiedenainen – ja siinä ohessa lähes jokaisen Ranskan akateemikon rakastajatar, Voltaire näistä etunenässä.
Vaikka tässä kulinaarisessa tarinassa yhdistyy romanttisesti tiede ja historia, niin taidan sittenkin hakea kodinkoneliikkeestä töpseliin laitettavan jäätelökoneen. On se sen verran kätevämpi peli.