Šírenie tepla prúdením - videodemonštrácie
Fyzikálne video-experimenty
Hlavná ponuka:
Šírenie tepla prúdením
Motivácia
Mnohé vtáky pri svojom lete využívajú tzv. termály. Čo sú to termály a ako vznikajú?
Experiment
Video experimentu 
Použité pomôcky
- aparatúra na demonštráciu vedenia tepla
- sviečka
- roztok manganistanu draselného (KMnO4)
Vysvetlenie
Prúdenie tepla je jeden z troch spôsobov šírenia tepla v látkach. Pozorovať ho môžeme v kvapalinách alebo plynoch. Princíp deja spočíva v tom, že v týchto látkach oblasti s rôznymi teplotami majú rôzne hustoty (oblasti s vyššou teplotou majú nižšiu hustotu ako oblasti s nižšou teplotou). Vplyvom vztlakových síl vyvolaných rozdielnymi hustotami látky v gravitačnom poli dochádza k prirodzenému premiestňovaniu sa častíc a tým aj v nich obsiahnutého tepla. Prúdenie častíc, a teda aj prenos tepla, má zvislý smer. Navyše, pri ohreve sa časticiam dodáva energia, čo znamená, že častice v teplejšej oblasti majú väčšiu energiu (sú pohyblivejšie) ako častice v oblasti s nižšou teplotou.
V experimente na videu je do aparatúry naliata čistá voda a kvôli názornejšiemu pozorovaniu pohybu častíc je do nej kvapnutý pripravený roztok manganistanu draselného. Po podložení horiacej sviečky pod jednu časť aparatúry sa kvapalina z tejto časti ohrieva, začne stúpať smerom nahor a na jej miesto sa dostáva kvapalina s nižšou teplotou. Postupne dochádza k ich premiešavaniu a tým aj postupnému vyrovnaniu teplôt.
Teplé vzdušné prúdy sa nazývajú termály a fungujú na rovnakom princípe. Ohriatím vzduchu z teplého zemského povrchu, stúpa vzduch nahor ako teplý prúd, ktorý vtáci využívajú na to, aby sa ľahko dostali do určitej výšky bez toho, aby museli mávať krídlami. Stačí roztiahnúť krídla a necháť sa unášať smerom nahor.
Otázky
- Ako sa nazýva dej, ktorý nastáva po vliatí roztoku do vody?
- Aký výsledok by sme dosiahli, ak by sme pokus uskutočnili vo voľnom vesmíre.
- Aké iné typy šírenia tepla okrem prúdenia poznáme a v akých látkach prebiehajú.
- Prečo za zapálenej zápalky stúpa dym nahor?
- Vysvetlite prečo v zime pozorujeme, že záves, ktorý visí tesne nad radiátorom sa začne hojdať?
- V zime bežne hovoríme, že nám ,,ťahá na nohy", aj napriek tomu, že sedíme vo vyhriatej miestnosti. Riešením je podlahové vykurovanie. Vysvetlite prečo?
Ak nevieš odpovedať na otázky, pozri si ešte raz video a vysvetlenie.
Použité zdroje:
Blaško M., Gajdušek, J., Kireš, M., Onderová, Ľ. 2004: Fyzika mmolekulová fyzika a termodynamika. 1.vydanie. Bratislava. SPN - Mladé letá, s.r.o. 2004. ISBN 80-10-00008-6.
Klein, E., Lukeš, V. 2000: O fyzike trochu inak. 1. vydanie. Bratislava. Vydavateľstvo perfekt. 2000.
ISBN 80-8046-147-3.
https://sk.wikipedia.org/wiki/Z%C3%A1palka_(pali%C4%8Dka)
časopis Quark 3/2000, Fyzika v kuchyni, str.38