Jak można wykorzystać ogrzane powietrze?

Zaczynamy od doświadczenia. Potrzebujemy do niego następujących pomocy:

 
Na kartce papieru trzeba narysować spiralę, a potem ją wyciąć.
Na środku spirali wbijamy igłę z nawleczoną nitką i przewlekamy nitkę przez powstały otworek, tak, aby móc  ją chwycić od góry.
Należy trzymać spiralę na nitce nad źródłem ciepła. W sezonie grzewczym znakomicie nadaje się do tego celu kaloryfer.

Możemy obserwować ruch spirali dookoła własnej osi.

Dlaczego?
Powietrze nad świeczką (kaloryferem) ogrzewa się. Cząsteczki ogrzewanego powietrza poruszają się coraz szybciej, powietrze staje się rzadsze i lżejsze od powietrza je otaczającego i zaczyna unosić się do góry. W ten sposób wprawia spiralę w ruch. 

Jak ludzie wykorzystują to zjawisko?
Podczas lotów balonem: ciepłe powietrze, którym napełnia się balon jest rzadsze i lżejsze od zimniejszego powietrza w atmosferze. Tak długo, jak podgrzewamy powietrze w balonie, balon utrzymuje się w górze.

Podczas lotów szybowcem: szybowiec to samolot bez silnika. Jest wciągany na dużą wysokość przez samolot z silnikiem, a potem już sam wznosi się ku górze wykorzystując wstępujące prądy ciepłego powietrza.


Jak zwierzęta wykorzystują to zjawisko?
Duże ptaki, np. bociany lub kondory nie muszą wkładać wysiłku w machanie skrzydłami. Wykorzystują po prostu prądy ciepłego powietrza, które wynoszą je coraz wyżej. Takie prądy ciepłego powietrza tworzą się często przy nagrzanych, wysokich skałach lub blokach mieszkalnych.

Co się dzieje z ciepłym powietrzem, gdy znajdzie się wysoko w atmosferze?
Ochładza się, staje się cięższe i opada w dół. Taki ruch powietrza z dołu do góry i z góry do dołu nazywa się prądem konwekcyjnym.

Zadanie dla ucznia:
Prąd konwekcyjny występuje też w pokoju ogrzewanym kaloryferem. Ciepłe powietrze znad kaloryfera unosi się do góry. Pod sufitem ochładza się i spada w dół. Tutaj jest cieplej i działa kaloryfer, a zatem powietrze znowu się nagrzewa, ponownie unosi się do góry i cykl się powtarza. Wykonaj schematyczny rysunek pokoju (zaznacz położenie kaloryfera), który pokazuje konwekcyjny ruch powietrza w jego wnętrzu. Cieple powietrze zaznacz czerwoną strzałką, a chłodniejsze - niebieską.

Zapraszam też do obejrzenia krótkiego, ale bardzo ciekawego filmiku pokazującego jeszcze inne doświadczenie z ciepłym powietrzem: Urodzinowy balonik

A gdybyście chcieli się jeszcze zabawić - zapraszam do kolorowych śmigiełek i spiralek we Frajdzie Przyrodnika!