Odhaľte s deťmi rozdiely v sile hustoty a konvekčné prúdenie pomocou jednoduchej rakety z čajových sáčikov.
Odporúčaný postup na výrobu rakety z čajového sáčika
- Pomocou nožníc odstrihnite vrch čajového vrecka a obsah vyprázdnite.
- Rozložte a vyrovnajte prázdne vrecúško. Otvorte ho tak, aby vyzeralo ako valec a bolo celkom rovné. Položte ho zvislo na tanier alebo misku.
- Horný okraj vrecúška zapáľte. Nechajte ho úplne dohorieť a sledujte, ako raketa štartuje a dostáva sa do vzduchu a potom pomaly klesá, keď sa ochladzuje.
Názornú ukážku si môžete pozrieť v nasledujúcom videu:
Fyzika za pokusom na výrobu rakety
Hustota vzduchu
Rozdiel v hustote medzi vzduchom vo vnútri valca v porovnaní so vzduchom mimo valca. Keď vrecúško zapálite, plamene ohrievajú vzduch zachytený vo valci. Teplo spôsobuje, že molekuly sa pohybujú veľmi rýchlo a šíria sa vnútri a nad valcom. Tieto molekuly sú oveľa ďalej od seba ako molekuly mimo valca. To znamená, že vzduch vo valci je menej hustý ako vzduch mimo valca. Teplejší, menej hustý vzduch stúpa nad chladnejší a hustejší vzduch.
Konvekčné prúdenie
Po druhé: Keď raketa z čajového vrecka rýchlo horí, spôsobuje konvekčné prúdenie, ktoré vystrelí popol do neba.
Konvekcia je založená na tom, že hustota látky sa významne mení s teplotou a preto keď majú jej rôzne oblasti rôznu teplotu, dochádza vplyvom gravitačných síl k prirodzenému prúdeniu a následne premiešavaniu a vyrovnávaniu teplôt.
Wikipédia
Konvekčný prúd je pohyb vzduchu spôsobený zmenou teploty. Prúd vzniká, keď teplo z plameňa spôsobí, že vzduch vo vnútri a tesne nad čajovým sáčikom sa zohreje a je teplejší ako vzduch okolo neho. Keďže teplý vzduch vždy stúpa, vzniká pohyb vzduchu nahor. Keď sa čajový sáčok nakoniec stane popolom, ktorý je dostatočne ľahký na to, aby vzlietol, vzostupný vzduch ho stiahne so sebou.
Využitie v praxi
Teplovzdušné balóny používajú horák na rýchle zahriatie a rozšírenie vzduchu vo vnútri balóna. To vytvára rovnaké rozdiely v hustote vzduchu ako pri rakete z čajového vrecúška.
Vzduch vo vnútri balóna sa zahrieva a je teplejší ako vonkajší vzduch a balón tento teplý, menej hustý vzduch zachytáva. V dôsledku toho, že mimo balóna sa nachádza chladnejší a hustejší vzduch, sa balón zdvihne zo zeme a začne lietať.
Pri príprave tohto článku sme sa okrem iného inšpirovali aj nasledovnými článkami: https://www.stevespanglerscience.com/lab/experiments/