Konvekcija je cikel prenosa toplote. To je fascinantna tema, ki se je je treba lotiti pri poskusih znanstvenih poskusov z otroki, saj se to vsak dan pojavlja v tekočini in zraku. Konvekcija je tudi nekaj, kar je mogoče preizkusiti in razumeti brez uporabe drage laboratorijske opreme in orodij.
Konvekcijska kača
Za izvedbo eksperimenta s konvekcijsko kačo boste potrebovali kos papirja in škarje. S škarjami kos papirja izrežemo v spiralno obliko, ki je dolga 6 cm. En konec 15-cm kosa preje pritrdite na sredino spirale s prozornim trakom. Vzemite namizno svetilko in papirno spiralo obesite približno 10 cm nad namizno svetilko. Opazili boste, da se zaradi vročine svetilke spirala vrti. To je posledica konvekcijskega toka. Energija iz vira svetlobe svetilke ogreje zrak nad njo. Ker je vroč zrak lažji od hladnega, ko se zrak segreje in se vroč zrak dvigne nad žarnico, se hladnejši zrak premakne tja, kjer je bil prej toplejši zrak.
Poskus s konvekcijskimi tokovi: Materiali
Če gledate novice, vidite vremenske napovedovalce, ki govorijo o naravnih vremenskih pojavih, kot sta El Nino in La Nina. El Nino in La Nina nastaneta zaradi konvekcije, ker se konvekcijski tokovi tvorijo, ko se v ozračju združita topel in hladen zrak. To ustvarja tople tokove vode v oceanu. Če želite ustvariti svoj konvekcijski tok, boste potrebovali štiri plastične stekleničke soda, ki so enake velikosti, dve različni barvi barvil za živila, toplo in hladno vodo ter indeksno kartoteko.
Poskus s konvekcijskimi tokovi: postopek in rezultati
Dve steklenici soda popolnoma napolnite s hladno vodo, drugi dve steklenici pa s toplo vodo. Z barvilom za živila pobarvajte hladno vodo v eno barvo, toplo vodo pa v drugo. Kazalo položite na vrh ene od steklenic tople vode. Držite kazalo na mestu, obrnite steklenico in jo postavite na eno od steklenic hladne vode. Kazalo potisnite med steklenice. Videli boste, da hladnejša voda, ki je težja, ostane v spodnji steklenici, topla pa v zgornji. Če pa izvedete poskus, postavite steklenico s hladno vodo na vrh in steklenico s toplo vode na dnu, topla voda bi se dvignila na vrh, hladna pa na dno steklenico.
Vrela voda
Preprost prikaz konvekcije je lonec ali kotliček z vrelo vodo. Ko zavrete vodo za pripravo napitkov ali kuhanje obrokov, pa začnete s hladno vodo, saj vodo ogreva zunanji vir ogrevanja, se začne širiti. Ko se vroča voda dvigne, se hladnejša voda v drugih delih lonca ali grelnika vode nadomesti s toplejšo vodo. Ko se ta postopek nadaljuje, se voda segreje in konvekcijski tokovi povzročajo krožno gibanje tekočine. Sčasoma akcija postane zelo močna in voda začne vreti.