星期日, 5月 19, 2024
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水的对流小实验

心意更新而变化
By 心意更新而变化
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上次文章里，（水里不会湿的纸），提到怎么才能知道空气有质量？

方法很简单，做一个天平，先称量两个一样质量的气球，然后把其中一个气球吹起来，和另一个没有吹气的进行比较。

一般孩子如果玩过跷跷板，都可以想出来这个方法。这里不再详述。下面介绍一个关于冷热水之间对流的小实验。

这个小实验相对也很简单。可以让孩子了解冷热水之间的相互流动。如果大些的孩子，还可以进一步讲解为什么会有风，以及大海里面洋流产生的原理。

如果看过动画片《海底总动员》，有个镜头是尼莫的爸爸随着很多乌龟一起随洋流迁徙，很神奇。这是怎么回事呢，通过这个实验就可以告诉孩子其中的科学原理啦。

材料

  1.  两个不同大小的玻璃杯。小的高度要低一些。可以放在大的里面。
  2. 热水和冷水。
  3. 颜料或者墨水。红色颜料更好。可以模拟海底火山情景。
  4. 保鲜膜，皮筋，用于封住小玻璃杯内的水。
  5. 胶水或者蜡烛等，用于固定小玻璃杯。
  6. 竹签或者笔。

第一部分，热水在小玻璃杯中。

步骤
  1. 在小玻璃杯内装入热水，倒入颜料或者墨汁，用保鲜膜封好。
  2. 把小玻璃杯放入大玻璃杯内固定。大玻璃杯内倒入冷水。没过小玻璃杯一定高度。最好没过一半以上。（方便观察）
  3. 用笔或者其他工具扎破小玻璃杯的封口膜。观察现象。

第二部分，冷水在小玻璃杯中。与上面步骤相同。只是冷热水对换。

现象：

如果小玻璃杯内是热水，戳破一个洞口后，孩子会观察到有颜色的液体很快从洞口上升，像烟一样。

浩浩看到后，就会好奇的问，为什么呀？

可能有人会以为不过是水的扩散。并且认为即使是冷水在下面，现象也差不多，只是慢一点。于是我们把冷热水对调，这次小玻璃杯内是冷水。外面是热水。戳破以后，会发现没有液体像烟一样冒出来。但如果让孩子仔细观察，他会发现，有一些液体出来，只是在保鲜膜表面，不上升。

水的对流小实验

原理，

这是因为水的对流作用。对流（convection）指的是流体内部由于各部分温度不同而造成的相对流动，即流体(气体或液体）通过自身各部分的宏观流动实现热量传递的过程。液体或气体中，较热的部分上升， 较冷的部分下降，循环流动，互相掺和，最终使温度趋于均匀。

该实验中，其实冷水也在运动（下降）只是因为没有颜色，观察不出来。

其他应用，
1. 大气对流。
大气中的一团空气在热力或动力作用下的垂直上升运动。这些对流在局部会产生微风、风、暖流、气旋和雷暴，而大范围影响就会产生全球大气环流现象。

水的对流小实验


2. 海洋对流
从太阳吸收热能的海洋也可产生对流。一般来说温度较高的水会倾向于流向极地，低温的水则会流向赤道。

水的对流小实验

3. 
在空气的对流方面，我们多将室内的冷气装置须置于上部，暖气机须置于室内低处，主要是因为冷空气下降，热空气上升的原因，所以空气之间会产生对流；

烟囱的设置，烟囱就是要帮助气体对流，当热空气顺着烟囱向上传递时，新鲜的冷空气可以不断补充，让炉内的燃烧效果更好。

另外，我们常见的有关对流的实例如冬天睡觉时盖棉被，主要是可以防止棉被内外空气的对流而保持体温；

喝热水时，若嫌其太热，常用口吹气，这是因为吹气时，邻近空气发生对流作用，把热水的热带走，而使热水易冷却；

滨海地区，夏日白天常吹海风，晚上常吹陆风等都是热对流的例子。



这些小实验最关键的地方是要先问孩子问题，让他尝试回答，然后用实验证明他猜测的到底对还是不对。逐渐建立正确思维。

下次一个小实验，是关于蜡烛的。不妨问孩子，蜡烛在水里可以燃烧吗？

一般小孩子都会说，不会。但试试看。真的一点都不会吗？下文会有所揭晓。
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