Ühel põhihariduse hetkel kuulsite tõenäoliselt põhireeglist, et kuum õhk tõuseb. Seda on lihtne meeles pidada, kuid põhjus ei pruugi olla. Kuum õhk tõuseb soojuspaisumise tõttu, mille põhimõtteid saab testida paljude lihtsate katsete abil. Soojuspaisumiskatsed sobivad lastele, kuigi tule või muid soojusallikaid kasutavad katsed tuleks läbi viia ainult vanema, õpetaja või muu usaldusväärse täiskasvanu järelevalve all.
Tantsivad molekulid
Temperatuur luuakse aatomite ja molekulide "tantsimise" kaudu. Kui nad puutuvad kokku sooja poolt pakutava energiaga, muutuvad nad erutatuks ja liiguvad ringi, võttes rohkem ruumi kui siis, kui nad oleksid veel paigal. Seda saab testida, rakendades kuumust miniatuurse kuumaõhupalli või langevarju alla. Kui õhu molekulid levivad ja tantsivad sel viisil, muutub õhk kergemaks ja tõuseb. Nii võime öelda, et molekulid muutuvad kuumutamisel erutatuks.
Sõrmus ja pall
Õhk pole ainus, mis kuumutamisel paisub. Metallid läbivad ka termilise paisumise. Selle katse jaoks peate ostma kuuli- ja rõngasaparaadi. Komplekt sisaldab kahte kruvikeerajataolist käepidet. Ühe otsas on metallkuul. Teise otsas on rõngas, mille kaudu pall lihtsalt napilt ei mahu. See aparaat on saadaval nii teaduspoodides kui ka veebis. Sisestage pall läbi rõnga. Liigutage seda edasi-tagasi, et näidata, et pall liigub kergesti august sisse ja välja. Pange pall veel kord sisse ja soojendage seda küünla või tulemasinaga. Kui see on kuumutatud, proovige seda rõngast eemaldada. Leiate, et pall on laienenud ja ei pääse rõngast läbi enne, kui see on jahtunud.
Õhupalli laiendamine
Võtke õhupall ja sirutage ava tühja ketšupipudeli ülaosale. Pange pudel kuuma veega anumasse. Kivimi asetamine pudeli põhja aitab seda kaaluda. Oodake umbes minut, kuni pudel soojeneb. Märkate, et kui õhk pudeli sees kuumeneb, hakkab õhupall paisuma. Seda seetõttu, et pudeli sees olev õhk on laienenud.
Õhupall ja küünal
See katse on suurepärane jätk ballooni laiendamise põhieksperimendile. Laske õhupall õhku ja siduge ots ära. Pange see põleva küünla kohale ja oodake, kuni see plahvatab. Õhk sees laienes kiiresti ja hüppas õhupalli. Nüüd laske veel üks õhupall õhku ja täitke see osaliselt veega, enne kui selle otsa lahti köite. Asetage õhupall küünla kohale. See ei hüppa, sest õhupalli sees olev vesi neelab soojust. Kuna vesi neelab soojust, ei laiene õhk, hoides nii õhupalli puutumatuna.