初等教育のある時点で、熱気が上昇するという基本的なルールを聞いたことがあるでしょう。 これは覚えやすいですが、そうでない理由もあります。 熱膨張により熱風が上昇します。その原理は、いくつかの簡単な実験でテストできます。 熱膨張実験は子供に適していますが、火やその他の熱源を使用する実験は、親、教師、またはその他の信頼できる大人の監督下でのみ実施する必要があります。
踊る分子
温度は、原子や分子の「踊り」によって生み出されます。 彼らが熱によって提供されるエネルギーにさらされると、彼らは動揺して動き回り、静止している場合よりも多くのスペースを占有します。 これは、小型の熱気球またはパラシュートの下に熱を加えることでテストできます。 空気の分子がこのように広がり、踊ると、空気は軽くなり、上昇します。 このようにして、加熱すると分子が攪拌されることがわかります。
リングとボール
加熱すると膨張するのは空気だけではありません。 金属も熱膨張します。 この実験では、ボールとリングの装置を購入する必要があります。 キットには、ドライバーのようなハンドルが2つ含まれています。 1つの終わりに金属球があります。 もう一方の端には、ボールがかろうじて収まるリングがあります。 この装置は、サイエンスショップやオンラインで入手できます。 リングを通してボールを挿入します。 ボールを前後に動かして、ボールが穴に簡単に出入りできることを示します。 ボールをもう一度挿入し、キャンドルまたはライターで加熱します。 加熱したら、リングから取り外してみてください。 ボールが膨張し、冷却されるまでリングを通過できないことがわかります。
バルーン拡張
風船を取り、空のケチャップボトルの上に開口部を伸ばします。 お湯の入った容器にボトルを入れます。 ボトルの底に岩を置くと、ボトルの重さを量るのに役立ちます。 ボトルが熱くなるまで1分ほど待ちます。 ボトル内の空気が熱くなると、バルーンが膨張し始めます。 これは、ボトル内の空気が膨張したためです。
風船とキャンドル
この実験は、基本的なバルーン拡張実験の優れたフォローアップです。 風船を爆破し、端を結びます。 燃えているろうそくの上に置き、爆発するのを待ちます。 内部の空気が急速に膨張し、風船が飛び出しました。 さて、最後を結ぶ前に、別の風船を爆破し、途中まで水で満たしてください。 ろうそくの上に風船を置きます。 風船の中の水が熱を吸収するので、弾けません。 水が熱を吸収するため、空気が膨張せず、バルーンを無傷に保ちます。