La convezione è il ciclo di trasferimento del calore. È un argomento affascinante da affrontare quando si tentano esperimenti scientifici con i bambini, perché è qualcosa che si verifica quotidianamente nei liquidi e nell'aria. La convezione è anche qualcosa che può essere testata e compresa senza l'utilizzo di costose attrezzature e strumenti di laboratorio.
Serpente di convezione
Per eseguire l'esperimento del serpente di convezione, avrai bisogno di un pezzo di carta e delle forbici. Usando le forbici, taglia il pezzo di carta a forma di spirale lunga 6 cm. Attacca un'estremità di un filo di 15 cm al centro della spirale usando del nastro adesivo trasparente. Prendi una lampada da tavolo e appendi la spirale di carta a circa 10 cm sopra la lampada da tavolo. Noterai che il calore della lampada fa girare la spirale. Ciò è dovuto a una corrente di convezione. L'energia della sorgente luminosa della lampada riscalda l'aria sopra di essa. Poiché l'aria calda è più leggera dell'aria fredda, poiché l'aria si riscalda e l'aria calda sale sopra la lampada, l'aria più fredda si sposta dove prima si trovava l'aria più calda.
Esperimento sulle correnti di convezione: materiali
Se guardi le notizie, vedi i meteorologi che parlano di fenomeni meteorologici naturali come El Nino e La Nina. El Nino e La Nina sono causate dalla convezione, perché le correnti convettive si formano quando l'aria calda e quella fredda si incontrano nell'atmosfera. Questo crea correnti di acqua calda nell'oceano. Per creare la tua corrente di convezione, avrai bisogno di quattro bottiglie di plastica della stessa dimensione, due diversi colori di colorante alimentare, acqua calda e fredda e una scheda.
Esperimento sulle correnti di convezione: procedura e risultati
Riempi completamente due delle bottiglie di soda con acqua fredda e le altre due con acqua calda. Usa il colorante alimentare per colorare l'acqua fredda di un colore e l'acqua calda l'altro colore. Metti la tua scheda sopra una delle bottiglie di acqua calda. Tenendo la scheda in posizione, invertire la bottiglia e metterla sopra una delle bottiglie di acqua fredda. Fai scorrere la scheda dall'interno tra le bottiglie. Vedrai che l'acqua fredda, che è più pesante, rimane nella bottiglia inferiore e l'acqua calda rimane nella bottiglia superiore. Tuttavia, se esegui l'esperimento posizionando sopra la bottiglia di acqua fredda e la bottiglia di caldo l'acqua sul fondo, l'acqua calda salirebbe verso l'alto e l'acqua fredda si sposterebbe verso il basso bottiglia.
Acqua bollente
Una semplice illustrazione della convezione è una pentola o un bollitore di acqua bollente. Quando fai bollire l'acqua per preparare bevande o cucinare pasti, anche se inizi con acqua fredda, poiché l'acqua viene riscaldata da una fonte di calore esterna, inizia ad espandersi. Man mano che l'acqua più calda sale, l'acqua più fredda in altre parti della pentola o del bollitore si sposta per sostituire l'acqua più calda. Man mano che questo processo continua, l'acqua si riscalda e le correnti di convezione fanno muovere il liquido in modo circolare. Alla fine, l'azione diventa molto forte e l'acqua inizia a bollire.