Конвекція - це цикл передачі тепла. Це захоплююча тема для вирішення під час спроб наукових експериментів з дітьми, адже це те, що відбувається щодня в рідині та повітрі. Конвекція - це також те, що можна перевірити та зрозуміти без використання дорогого лабораторного обладнання та інструментів.
Змінна конвекція
Для проведення експерименту з конвекційною змією вам знадобляться аркуш паперу та ножиці. Ножицями виріжте аркуш паперу у формі спіралі завдовжки 6 см. Прикріпіть один кінець 15-сантиметрової пряжі до середини спіралі, використовуючи прозору стрічку. Візьміть настільну лампу і повісьте паперову спіраль приблизно на 10 см над настільною лампою. Ви помітите, що тепло від лампи змушує спіраль крутитися. Це пов’язано з конвекційним струмом. Енергія від джерела світла лампи розігріває повітря над нею. Оскільки гаряче повітря легше прохолодного, оскільки повітря нагрівається і гаряче повітря піднімається над лампою, холодне повітря рухається там, де раніше було тепліше повітря.
Експеримент з конвекційними струмами: матеріали
Якщо ви дивитесь новини, то бачите синоптиків, які говорять про природні погодні явища, такі як Ель-Ніно та Ла-Ніна. Ель-Ніно та Ла-Ніна спричинені конвекцією, оскільки конвекційні течії утворюються, коли тепле та холодне повітря поєднуються в атмосфері. Це створює теплі течії води в океані. Щоб створити свій власний конвекційний струм, вам знадобляться чотири пластикові пляшки з газованою водою однакового розміру, два різних кольори харчових барвників, тепла і холодна вода та покажчик.
Експеримент з конвекційними струмами: порядок та результати
Повністю наповніть дві пляшки газованої води холодною водою, а дві інші пляшки теплою водою. Використовуйте харчовий барвник, щоб пофарбувати холодну воду в один колір, а теплу - в інший. Покладіть свою індексну картку над верхньою частиною пляшок з теплою водою. Тримаючи індексну картку на місці, переверніть пляшку і покладіть її на одну з пляшок з холодною водою. Просуньте вказівну картку між пляшками. Ви побачите, що важча холодна вода залишається в нижній пляшці, а тепла - у верхній. Однак, якщо ви проведете експеримент, помістіть пляшку з холодною водою зверху і пляшку з теплою води на дні, тепла вода піднімалася б до верху, а холодна - на дно пляшку.
Окріп
Проста ілюстрація конвекції - це казан або чайник з окропом. Коли ви кип'ятите воду, щоб робити напої або готувати їжу, хоча ви починаєте з прохолодної води, оскільки вода нагрівається зовнішнім джерелом нагріву, вона починає розширюватися. Коли гаряча вода піднімається, холодна вода в інших частинах каструлі або чайника надходить, щоб замінити теплішу воду. Продовжуючи цей процес, вода нагрівається, а конвекційні струми змушують рідину рухатися круговим способом. Згодом дія стає дуже сильною і вода починає кипіти.
