Konvektsioon on soojuse ülekandmise tsükkel. Lastega teaduskatseid tehes on see põnev teema, sest seda juhtub igapäevaselt vedelikus ja õhus. Konvektsioon on ka see, mida saab testida ja mõista ilma kalleid laboriseadmeid ja tööriistu kasutamata.
Konvektsioon madu
Konvektsioonimao katse läbiviimiseks vajate paberitükki ja kääre. Lõigake kääride abil paberitükk 6 cm pikkuseks spiraalkujuks. Kinnitage 15-sentimeetrise lõnga ühe otsa selge lindi abil spiraali keskele. Võtke lauavalgusti ja riputage paberispiraal umbes 10 cm laualambist kõrgemale. Märkate, et lambist tekkiv soojus paneb spiraali keerlema. Selle põhjuseks on konvektsioonivool. Lambi valgusallikast saadav energia soojendab selle kohal olevat õhku. Kuna kuum õhk on kergem kui jahe õhk, siis kui õhk soojeneb ja kuum õhk tõuseb lambi kohale, liigub külmem õhk sinna, kus varem oli soojem õhk.
Konvektsioonivoolude katse: materjalid
Uudiseid vaadates näete ilmateadustajaid, kes räägivad sellistest loodusnähtustest nagu El Nino ja La Nina. El Nino ja La Nina on põhjustatud konvektsioonist, sest konvektsioonivoolud tekivad siis, kui atmosfääris saavad kokku soe ja külm õhk. See tekitab ookeanis sooja veevoolu. Oma konvektsioonivoolu loomiseks vajate nelja ühesuurust plastist soodapudelit, kahte erinevat värvi toiduvärvi, sooja ja külma vett ning registrikaarti.
Konvektsioonivoolude katse: protseduur ja tulemused
Täitke kaks soodapudelit täielikult külma veega ja ülejäänud kaks pudelit sooja veega. Kasutage toiduvärve, et värvida ühte värvi külm vesi ja teist värvi soe vesi. Pange oma registrikaart ühe sooja veega pudeli ülaosale. Indeksikaarti paigal hoides pöörake pudel tagurpidi ja pange see ühe külma veega pudeli otsa. Libistage registrikaarti pudelite vahelt. Näete, et külm vesi, mis on raskem, jääb alumisse pudelisse ja soe vesi ülemisse pudelisse. Kui aga sooritate katse, asetades külma veega pudeli ja sooja pudeli vesi põhjas, soe vesi tõuseks ülespoole ja külm vesi liiguks põhja pudel.
Keev vesi
Konvektsiooni lihtsaks illustreerimiseks on pot või veekeetja keeva veega. Kui keedate vett jookide valmistamiseks või toitude valmistamiseks, siis alustate jaheda veega, kuna vett soojendab väline kütteallikas, see hakkab paisuma. Kui kuumem vesi tõuseb, liigub potti või veekeetja teistes kohtades külmem vesi soojema vee asendamiseks. Selle protsessi jätkudes kuumeneb vesi ja konvektsioonivoolud põhjustavad vedeliku ringikujulist liikumist. Lõpuks muutub tegevus väga tugevaks ja vesi hakkab keema.