בשלב כלשהו בחינוך היסודי שלך, בטח שמעת על הכלל הבסיסי שאוויר חם עולה. קל לזכור את זה, אבל הסיבה לכך אולי לא. אוויר חם עולה עקב התפשטות תרמית שאת עקרונותיה ניתן לבדוק באמצעות מספר ניסויים פשוטים. ניסויים בהתרחבות תרמית מתאימים לילדים, אם כי ניסויים המשתמשים באש או במקורות חום אחרים צריכים להתבצע רק בפיקוח של הורה, מורה או מבוגר מהימן אחר.
מולקולות רוקדות
הטמפרטורה נוצרת באמצעות "ריקוד" של אטומים ומולקולות. כאשר הם נחשפים לאנרגיה שמספקת החום, הם נסערים ונעים סביבם ותופסים יותר מקום מאשר היו עדיין. ניתן לבדוק זאת על ידי מריחת חום מתחת לכדור פורח או מצנח מיניאטורי. כאשר מולקולות האוויר מתפשטות ורוקדות בצורה כזו, האוויר הופך קל יותר ועולה. כך נוכל לדעת שהמולקולות נסערות כשמחממים אותן.
טבעת וכדור
האוויר אינו הדבר היחיד שמתרחב כשמחממים אותו. מתכות עוברות התרחבות תרמית גם כן. לצורך ניסוי זה, יהיה עליכם לרכוש מנגנון כדור וטבעת. הערכה כוללת שתי ידיות דמויי מברג. בקצה אחד כדור מתכת. בקצה השני טבעת שדרכה הכדור רק בקושי מתאים. מנגנון זה זמין בחנויות מדע וגם ברשת. הכניס את הכדור דרך הטבעת. הזז אותו קדימה ואחורה כדי להראות שהכדור נע בקלות פנימה והחוצה מהחור. הכניסו את הכדור פעם נוספת וחממו אותו באמצעות נר או מצית. ברגע שהוא מחומם, נסה להסיר אותו מהטבעת. תגלה שהכדור התרחב ולא יוכל לעבור דרך הטבעת עד שהוא התקרר.
הרחבת בלונים
קח בלון ומתח את הפתח מעל בקבוק קטשופ ריק. הניחו את הבקבוק במיכל מים חמים. הצבת סלע בתחתית הבקבוק תעזור להכביד אותו. המתן דקה בערך עד שהבקבוק יתחמם. תוכלו להבחין שכאשר האוויר בתוך הבקבוק מתחמם, הבלון מתחיל להתרחב. הסיבה לכך היא שהאוויר בתוך הבקבוק התרחב.
בלון ונר
ניסוי זה הוא המשך נהדר לניסוי הרחבת הבלונים הבסיסי. לפוצץ בלון ולקשור את הקצה. הניחו אותו מעל נר בוער והמתינו להתפוצצותו. האוויר בפנים התרחב במהירות והקפיץ את הבלון. עכשיו, פוצץ בלון נוסף ומלא אותו בחלק מהמים לפני שתקשור את הקצה. הניחו את הבלון מעל הנר. זה לא יקפוץ כי המים בתוך הבלון סופגים את החום. מכיוון שהמים סופגים את החום, האוויר אינו מתפשט ובכך שומר על הבלון שלם.