Eksperymenty z konwekcją dla dzieci

Konwekcja to cykl przekazywania ciepła. To fascynujący temat, który należy podjąć podczas eksperymentów naukowych z dziećmi, ponieważ jest to coś, co na co dzień występuje w cieczy i powietrzu. Konwekcja jest również czymś, co można przetestować i zrozumieć bez użycia drogiego sprzętu i narzędzi laboratoryjnych.

Aby przeprowadzić eksperyment z wężem konwekcyjnym, będziesz potrzebować kartki i nożyczek. Za pomocą nożyczek wytnij kawałek papieru w spiralny kształt o długości 6 cm. Przymocuj jeden koniec 15-centymetrowego kawałka przędzy do środka spirali za pomocą przezroczystej taśmy. Weź lampę stołową i zawieś papierową spiralę około 10 cm nad lampą stołową. Zauważysz, że ciepło z lampy powoduje kręcenie się spirali. Wynika to z prądu konwekcyjnego. Energia ze źródła światła lampy ogrzewa znajdujące się nad nią powietrze. Ponieważ gorące powietrze jest lżejsze niż chłodne, ponieważ powietrze nagrzewa się, a gorące powietrze unosi się nad lampą, zimniejsze powietrze przemieszcza się tam, gdzie wcześniej było cieplejsze.

Jeśli oglądasz wiadomości, widzisz prognozy pogody mówiące o naturalnych zjawiskach pogodowych, takich jak El Nino i La Nina. El Nino i La Nina są spowodowane konwekcją, ponieważ prądy konwekcyjne powstają, gdy ciepłe i zimne powietrze łączą się w atmosferze. To tworzy prądy ciepłej wody w oceanie. Aby stworzyć własny prąd konwekcyjny, potrzebujesz czterech plastikowych butelek po napojach o tym samym rozmiarze, dwóch różnych kolorów barwników spożywczych, ciepłej i zimnej wody oraz karty indeksowej.

Całkowicie napełnij dwie butelki po napojach zimną wodą, a pozostałe dwie butelki ciepłą wodą. Użyj barwnika spożywczego, aby pokolorować zimną wodę na jeden kolor, a ciepłą wodę na drugi kolor. Umieść swoją kartę indeksową na jednej z butelek ciepłej wody. Trzymając kartę katalogową na miejscu, odwróć butelkę i połóż ją na jednej z butelek z zimną wodą. Wysuń kartę katalogową spomiędzy butelek. Zobaczysz, że zimna woda, która jest cięższa, zostaje w dolnej butelce, a ciepła w górnej. Jeśli jednak wykonasz eksperyment, połóż na wierzchu butelkę z zimną wodą, a butelkę z ciepłą woda na dole, ciepła woda podniosłaby się do góry, a zimna woda przesunęłaby się na dno butelka.

Prostą ilustracją konwekcji jest garnek lub czajnik z wrzącą wodą. Kiedy gotujesz wodę do robienia napojów lub gotowania posiłków, chociaż zaczynasz od zimnej wody, ponieważ woda jest podgrzewana przez zewnętrzne źródło ogrzewania, zaczyna się rozszerzać. Gdy cieplejsza woda się podnosi, zimniejsza woda w innych częściach garnka lub czajnika przemieszcza się, aby zastąpić cieplejszą wodę. W miarę postępu tego procesu woda staje się gorąca, a prądy konwekcyjne powodują, że ciecz porusza się po okręgu. W końcu akcja staje się bardzo silna i woda zaczyna się gotować.