Konvekcia je cyklus prenosu tepla. Je to fascinujúca téma, ktorú treba riešiť pri pokusoch o vedecké experimenty s deťmi, pretože to je niečo, čo sa denne vyskytuje v tekutine a vo vzduchu. Konvekcia je tiež niečo, čo sa dá vyskúšať a pochopiť bez použitia nákladného laboratórneho vybavenia a nástrojov.
Konvekčný had
Ak chcete vykonať experiment s hadím prúdením, budete potrebovať kúsok papiera a nožnice. Pomocou nožníc nastrihajte kúsok papiera do tvaru špirály, ktorý je dlhý 6 cm. Jeden koniec 15 cm kúska priadze pripevnite pomocou priehľadnej pásky k stredu špirály. Vezmite si stolnú lampu a papierovú špirálu zaveste asi 10 cm nad stolovú lampu. Všimnete si, že teplo z lampy spôsobuje točenie špirály. Je to spôsobené konvekčným prúdom. Energia zo svetelného zdroja žiarovky ohrieva vzduch nad ňou. Pretože horúci vzduch je ľahší ako chladný vzduch, pretože sa vzduch ohrieva a horúci vzduch stúpa nad žiarovku, pohybuje sa chladnejší vzduch tam, kde bol predtým teplejší vzduch.
Experiment konvekčných prúdov: materiály
Ak sledujete správy, vidíte predpovede počasia, ktoré hovoria o prírodných javoch počasia, ako sú El Nino a La Nina. El Nino a La Nina sú spôsobené konvekciou, pretože konvekčné prúdy sa tvoria, keď sa v atmosfére spojí teplý a studený vzduch. V oceáne tak vznikajú prúdy teplej vody. Na vytvorenie vlastného prúdenia budete potrebovať štyri plastové fľaše so sódou, ktoré majú rovnakú veľkosť, dve rôzne farby potravinárskeho farbiva, teplú a studenú vodu a kartotéku.
Experiment s konvekčnými prúdmi: postup a výsledky
Dve z fliaš so sódou úplne naplňte studenou vodou a ďalšie dve fľaše teplou vodou. Pomocou potravinárskeho farbiva zafarbite studenú vodu jednou farbou a teplú vodu druhou farbou. Položte indexovú kartu na vrch jednej z fliaš s teplou vodou. Uchopte indexovú kartu na svojom mieste, obráťte fľašu a položte ju na vrch jednej z fliaš so studenou vodou. Zasuňte indexovú kartu z priestoru medzi fľaše. Uvidíte, že studená voda, ktorá je ťažšia, zostane v spodnej fľaši a teplá voda v hornej fľaši. Ak však vykonáte experiment, umiestnite fľašu so studenou vodou na vrch a fľašu s teplou voda na dne, teplá voda by vystúpila na vrchol a studená voda na dno fľaša.
Vriaca voda
Jednoduchým príkladom konvekcie je hrniec alebo kanvica s vriacou vodou. Keď varíte vodu na prípravu nápojov alebo varenie jedál, začínate síce so studenou vodou, pretože voda je ohrievaná externým zdrojom tepla a začne sa rozširovať. Keď stúpa teplejšia voda, chladnejšia voda v iných častiach hrnca alebo kanvice sa pohybuje dovnútra a nahrádza teplejšiu vodu. Ako tento proces pokračuje, voda sa ohrieva a konvekčné prúdy spôsobujú, že sa kvapalina pohybuje kruhovo. Nakoniec bude pôsobenie veľmi silné a voda začne vrieť.