Атмосферна конвекція
Завідувач відділу створення навчально-тематичних систем знань НЦ «Мала академія наук України», кандидат педагогічних наук, голова Всеукраїнської громадської організації «Асоціація учителів фізики “Шлях освіти – ХХІ”». Наукові інтереси: моделювання освітніх та навчальних середовищ загальноосвітніх і позашкільних навчальних закладів з урахуванням трендів розвитку сучасних засобів навчання.
| Рівень складності | Легкий |  |
| Рівень небезпеки | Безпечно |  |
| Доступність використовуваних матеріалів | На рівні шкільного обладнання |  |
| Орієнтовний час на виконання роботи | До 1 години |  |
Блок 1. Резюме
Метою роботи є відтворення теплової конвекції за різних видів стратифікації рідини.
Блок 2. Попередня інформація
Земне випромінювання надходить у космос не тільки від поверхні Землі, а й від верхніх шарів тропосфери, а багато з того, що випромінює Земля з поверхні, поглинається знову всередину атмосфери. При цьому поверхня розігрівається як від прямого сонячного випромінювання, так і від відбитого від Землі випромінювання атмосфери. Як наслідок, поверхня Землі може ставати теплішою за атмосферу.
Конвекція (тобто явище перенесення тепла) в атмосфері – це вертикальні переміщення об’ємів повітря з одних висот на інші, зумовлені архімедовою силою: повітря тепліше і, отже, з меншою густиною, ніж навколишнє середовище, переміщається вгору, а повітря холодніше з більшою густиною — вниз. За розвиненої конвекції над окремими ділянками земної поверхні виникають висхідні та спадні струменеві повітряні течії, що пронизують атмосферу іноді до стратосфери. Вертикальна швидкість висхідних струмів (терміків) зазвичай близько кількох м/сек, але іноді може перевищувати 20—30 м/сек.
Блок 3. Обладнання
Плаский вертикальний резервуар, вода, сіль, барвники, три склянки.
Блок 4. Експериментальна процедура
- Заповніть плаский резервуар холодною водою.
- Установіть резервуар на дві склянки так, щоб між склянками залишився проміжок для третьої.
- Залийте у третю склянку гарячу воду і встановіть її під резервуаром.
- Через кілька хвилин внесіть краплини барвника по краях резервуара.
- Спостерігайте процес перемішування рідини.
- Звільніть резервуар та заповніть його до половини солоною водою.
- Установіть резервуар на дві склянки.
- Обережно залийте поверх солоної води прісну за допомогою лійки.
- Установіть третю склянку, заповнену гарячою водою, під дно резервуара.
- Внесіть кілька крапель барвника в нижній шар рідини поблизу стінок резервуара.
- Спостерігайте за рухом рідини.
- Якщо немає можливості провести дослід, завантажте відео з ресурсу.
Блок 5. Аналіз отриманих даних
Замалюйте напрямки руху рідини та поясніть причину такого руху.
Блок 6. Напрями розвитку
Спробуйте повторити цей дослід, використавши для встановлення стратифікації холодну та гарячу воду.