Konvektiokokeet lapsille

Konvektio on lämmönsiirtosykli. Se on kiehtova aihe, johon on pyrittävä, kun yritetään tieteellisiä kokeita lasten kanssa, koska sitä esiintyy päivittäin nesteessä ja ilmassa. Konvektio on myös jotain, joka voidaan testata ja ymmärtää ilman kalliita laboratoriolaitteita ja työkaluja.

Konvektiokäärmekokeen suorittamiseen tarvitset paperin ja sakset. Leikkaa paperi saksilla spiraalin muotoiseksi, joka on 6 cm pitkä. Kiinnitä 15 cm: n langan toinen pää spiraalin keskelle kirkkaalla teipillä. Ota pöytälamppu ja ripusta paperikierre noin 10 cm pöytälampun yläpuolelle. Huomaat, että lampun lämpö saa kierteen pyörähtämään. Tämä johtuu konvektiovirrasta. Lampun valonlähteen energia lämmittää sen yläpuolella olevaa ilmaa. Koska kuuma ilma on kevyempää kuin viileä, kun ilma lämpenee ja kuuma ilma nousee lampun yläpuolelle, kylmempi ilma liikkuu sinne, missä lämpimämpi ilma oli aiemmin.

Jos katsot uutisia, näet sääennustajien puhuvan luonnon sääilmiöistä, kuten El Nino ja La Nina. El Nino ja La Nina johtuvat konvektiosta, koska konvektiovirrat muodostuvat, kun lämmin ja kylmä ilma kohtaavat ilmakehässä. Tämä luo lämpimät vesivirrat meressä. Oman konvektiovirran luomiseen tarvitaan neljä saman kokoista muovipulloa, kaksi eriväristä ruokaväriä, lämmin ja kylmä vesi ja hakemistokortti.

Täytä kaksi soodapullosta kokonaan kylmällä vedellä ja kaksi muuta pulloa lämpimällä vedellä. Käytä elintarvikeväriä värjäämään kylmä vesi yhdellä ja lämmin vesi toisella. Laita hakemistokortti yhden lämpimän vesipullon päälle. Pidä hakemistokorttia paikallaan, käännä pullo ylösalaisin ja aseta se yhden kylmävesipullon päälle. Liu'uta hakemistokortti pullojen välistä. Tulet huomaamaan, että raskaampi kylmä vesi pysyy pohjapullossa ja lämmin vesi ylemmässä pullossa. Kuitenkin, jos suoritat kokeen asettamalla pullon kylmää vettä päälle ja pullon lämmintä vettä pohjassa, lämmin vesi nousee ylös ja kylmä vesi siirtyisi pohjaan pullo.

Yksinkertainen esimerkki konvektiosta on kattila tai vedenkeitin kiehuvaa vettä. Kun keität vettä juomien valmistamiseksi tai aterioiden valmistamiseksi, aloitat kylmällä vedellä, kun vesi lämmitetään ulkoisella lämmönlähteellä, se alkaa laajentua. Kun lämmin vesi nousee, kylmempi vesi muuttuu kattilan tai kattilan muissa osissa korvaamaan lämpimämpi vesi. Tämän prosessin jatkuessa vesi kuumenee ja konvektiovirrat saavat nesteen liikkumaan pyöreästi. Lopulta toiminta muuttuu erittäin voimakkaaksi ja vesi alkaa kiehua.