V určitom období základného vzdelania ste pravdepodobne počuli o základnom pravidle, že stúpa horúci vzduch. Je ľahké si to zapamätať, ale dôvod nemusí. Horúci vzduch stúpa v dôsledku tepelnej rozťažnosti, ktorej princípy je možné vyskúšať pomocou niekoľkých jednoduchých experimentov. Pokusy s tepelnou rozťažnosťou sú vhodné pre deti, aj keď pokusy, pri ktorých sa používa oheň alebo iné zdroje tepla, by sa mali uskutočňovať iba pod dohľadom rodiča, učiteľa alebo iného dôveryhodného dospelého človeka.
Tancujúce molekuly
Teplota sa vytvára „tancom“ atómov a molekúl. Keď sú vystavené energii poskytovanej teplom, rozrušia sa a pohybujú sa okolo a zaberajú viac miesta, ako keby boli stále. Toto je možné otestovať pôsobením tepla pod miniatúrny teplovzdušný balón alebo padák. Keď sa molekuly vzduchu šíria a tancujú týmto spôsobom, vzduch sa stáva ľahším a stúpa. Takto môžeme zistiť, že molekuly sa pri zahrievaní rozrušia.
Prsteň a lopta
Vzduch nie je jediná vec, ktorá sa pri zahriatí rozširuje. Kovy tiež prechádzajú tepelnou rozťažnosťou. Pre tento experiment si budete musieť kúpiť guľový a krúžkový prístroj. Sada obsahuje dve rukoväte podobné skrutkovaču. Na konci jedného je kovová guľa. Na konci druhého je krúžok, cez ktorý lopta len ťažko zapadá. Tento prístroj je k dispozícii vo vedeckých obchodoch aj online. Guľu zasuňte cez krúžok. Pohybujte ním tam a späť, aby ste ukázali, že lopta sa ľahko pohybuje dovnútra a von z jamky. Guľu vložte ešte raz a zohrejte ju sviečkou alebo zapaľovačom. Akonáhle je zahriaty, pokúste sa ho vybrať z krúžku. Uvidíte, že lopta sa roztiahla a nebude môcť prechádzať krúžkom, kým nevychladne.
Expanzia balónov
Vezmite balón a roztiahnite otvor cez vrch prázdnej fľaše s kečupom. Vložte fľašu do nádoby s horúcou vodou. Umiestnenie kameňa na dno fľaše pomôže zvážiť ju. Počkajte asi minútu, kým sa fľaša zahreje. Všimnete si, že keď sa vzduch vo fľaši zahreje, balón sa začne rozpínať. Je to spôsobené tým, že vzduch vo fľaši sa rozšíril.
Balón a sviečka
Tento experiment významne nadväzuje na základný experiment s expanziou balónov. Vyfúknite balón do vzduchu a koniec zaviažte. Umiestnite ho nad horiacu sviečku a počkajte, kým exploduje. Vzduch vo vnútri sa rýchlo rozšíril a vyrazil balón. Teraz vyhodte do vzduchu ďalší balón a na konci ho naplňte vodou. Umiestnite balón nad sviečku. Nebude prasknúť, pretože voda vo vnútri balónika absorbuje teplo. Pretože voda absorbuje teplo, vzduch sa nerozpína, čím udržuje balón neporušený.