Πειράματα μεταφοράς για παιδιά

Η μεταφορά είναι ο κύκλος μεταφοράς θερμότητας. Είναι ένα συναρπαστικό θέμα που πρέπει να αντιμετωπίσετε όταν επιχειρείτε επιστημονικά πειράματα με παιδιά, επειδή είναι κάτι που συμβαίνει σε υγρό και στον αέρα σε καθημερινή βάση. Το Convection είναι επίσης κάτι που μπορεί να δοκιμαστεί και να κατανοηθεί χωρίς τη χρήση ακριβών εργαστηριακών εξοπλισμών και εργαλείων.

Για να εκτελέσετε το πείραμα μεταφοράς με φίδι, θα χρειαστείτε ένα κομμάτι χαρτί και ψαλίδι. Χρησιμοποιώντας το ψαλίδι, κόψτε το κομμάτι χαρτί σε σπειροειδές σχήμα μήκους 6 cm. Συνδέστε το ένα άκρο ενός κομματιού νήματος 15 cm στο μέσο της σπείρας χρησιμοποιώντας διαυγή ταινία. Πάρτε μια επιτραπέζια λάμπα και κρεμάστε τη σπείρα χαρτιού περίπου 10 cm πάνω από την επιτραπέζια λάμπα. Θα παρατηρήσετε ότι η θερμότητα από τη λάμπα προκαλεί στροβιλισμό της σπείρας. Αυτό οφείλεται σε ρεύμα μεταφοράς. Η ενέργεια από την πηγή φωτός του λαμπτήρα θερμαίνει τον αέρα πάνω από αυτό. Επειδή ο ζεστός αέρας είναι ελαφρύτερος από τον δροσερό αέρα, καθώς ο αέρας θερμαίνεται και ο ζεστός αέρας ανεβαίνει πάνω από τη λάμπα, ο ψυχρότερος αέρας κινείται όπου ο θερμότερος αέρας ήταν προηγουμένως.

Εάν παρακολουθήσετε τις ειδήσεις, θα δείτε τους μετεωρολόγους να μιλούν για φαινόμενα φυσικών καιρικών φαινομένων, όπως το El Nino και το La Nina. Το El Nino και το La Nina προκαλούνται από τη μεταφορά, επειδή τα ρεύματα μεταφοράς σχηματίζονται όταν ζεστός και κρύος αέρας ενώνονται στην ατμόσφαιρα. Αυτό δημιουργεί ρεύματα ζεστού νερού στον ωκεανό. Για να δημιουργήσετε το δικό σας ρεύμα μεταφοράς, θα χρειαστείτε τέσσερα πλαστικά μπουκάλια σόδας που έχουν το ίδιο μέγεθος, δύο διαφορετικά χρώματα χρωματισμού τροφίμων, ζεστό και κρύο νερό και μια κάρτα ευρετηρίου.

Γεμίστε πλήρως δύο από τα μπουκάλια σόδας με κρύο νερό και τα άλλα δύο μπουκάλια με ζεστό νερό. Χρησιμοποιήστε το χρωματικό φαγητό για να χρωματίσετε το κρύο νερό το ένα χρώμα και το ζεστό νερό το άλλο χρώμα. Τοποθετήστε την κάρτα ευρετηρίου σας πάνω από ένα από τα μπουκάλια ζεστό νερό. Κρατώντας τη κάρτα ευρετηρίου στη θέση της, αντιστρέψτε το μπουκάλι και τοποθετήστε το πάνω από ένα από τα μπουκάλια κρύου νερού. Σύρετε την κάρτα ευρετηρίου μεταξύ των φιαλών. Θα δείτε ότι το κρύο νερό, το οποίο είναι βαρύτερο, μένει στο κάτω μπουκάλι και το ζεστό νερό μένει στο πάνω μπουκάλι. Ωστόσο, εάν εκτελέσετε το πείραμα τοποθετώντας το μπουκάλι κρύο νερό στην κορυφή και το μπουκάλι ζεστό νερό στο κάτω μέρος, το ζεστό νερό θα ανέβει στην κορυφή και το κρύο νερό θα μετακινηθεί προς τα κάτω μπουκάλι.

Μια απλή απεικόνιση της μεταφοράς είναι μια κατσαρόλα ή βραστήρα με βραστό νερό. Όταν βράζετε νερό για να φτιάξετε ποτά ή να μαγειρέψετε γεύματα, αν και ξεκινάτε με κρύο νερό, καθώς το νερό θερμαίνεται από εξωτερική πηγή θέρμανσης, αρχίζει να επεκτείνεται. Καθώς το θερμότερο νερό ανεβαίνει, πιό κρύο νερό σε άλλα μέρη της κατσαρόλας ή του βραστήρα κινείται για να αντικαταστήσει το θερμότερο νερό. Καθώς αυτή η διαδικασία συνεχίζεται, το νερό ζεσταίνεται και τα ρεύματα μεταφοράς προκαλούν το υγρό να κινείται κυκλικά. Τελικά, η δράση γίνεται πολύ δυνατή και το νερό αρχίζει να βράζει.