Luftexperimente. Wie breitet sich Wärme in Flüssigkeiten aus? Konvektion unter Wärmezufuhr

LUFT .

WO WÄRMER.

Ziel. Zeigen Sie, dass warme Luft leichter ist als kalte Luft und aufsteigt.

Spielmaterial. Zwei Thermometer, Wasserkocher mit heißem Wasser.

Spielfortschritt. Kinder finden heraus, ob der Raum kühl ist und wo es wärmer ist - auf dem Boden oder auf dem Sofa, dh höher oder niedriger, und vergleichen ihre Annahmen mit den Messwerten von Thermometern. Kinder führen Aktionen aus: Halten Sie ihre Hand über oder unter die Batterie; ohne den Wasserkocher zu berühren, halten Sie Ihre Hand über das Wasser. Sie finden mit Hilfe von Aktionen heraus, wo die Luft wärmer ist: von oben oder von unten (alles, was leichter ist, steigt nach oben, was bedeutet, dass warme Luft leichter als kalte und von oben wärmer ist).

WIND IM RAUM ("LEBENDE SCHLANGE")

Ziel. Zeigen Sie, wie Wind entsteht, dass Wind ein Luftstrom ist, dass heiße Luft aufsteigt und kalte Luft absteigt.

Spielmaterial. Zwei Kerzen, "Schlange" (ein spiralförmig geschnittener Kreis, der an einem Faden aufgehängt ist).

Spielfortschritt. Ein Erwachsener zündet eine Kerze an und pustet darauf. Kinder finden heraus, warum die Flamme abgelenkt wird (Luftstrom wird beeinträchtigt). Ein Erwachsener bietet an, die „Schlange“ ihres Spiraldesigns zu betrachten und zeigt den Kindern die Drehung der „Schlange“ über der Kerze (die Luft über der Kerze ist wärmer, die „Schlange“ dreht sich darüber, geht aber nicht unter, weil warme Luft es anhebt). Kinder finden heraus, dass die Luft die „Schlange“ zum Rotieren bringt, und führen das Experiment mit Hilfe von Heizgeräten selbst durch

Ein Erwachsener lädt Kinder ein, die Richtung der Windbewegung über und unter der Tür zu bestimmen. Kinder erklären, warum die Windrichtung anders ist (warme Luft in der Wohnung steigt auf und tritt oben durch den Schlitz aus, und kalte Luft ist schwerer und tritt von unten in den Raum ein; nach einer Weile kalte Luft erwärmt sich im Raum, steigt auf und geht durch den Spalt oben nach draußen, und immer wieder kommt kalte Luft an seine Stelle). So entsteht Wind in der Natur. Zeichnen Sie die Ergebnisse des Experiments.

U-BOOT.

Ziel. Finden Sie heraus, dass Luft leichter als Wasser ist; zeigen, wie Luft Wasser verdrängt, wie Luft Wasser verlässt.

Spielmaterial. gebogenes Rohr für einen Cocktail Plastikgläser, ein Behälter mit Wasser.

Spielfortschritt. Kinder erfahren, was mit dem Glas passiert, wenn es ins Wasser getaucht wird, ob es selbst vom Boden aufsteigen kann. Sie führen Aktionen aus: Sie tauchen ein Glas in Wasser, stellen es auf den Kopf, bringen ein gekrümmtes Rohr darunter, blasen Luft darunter. Am Ende des Experiments werden Schlussfolgerungen gezogen: Das Glas wird allmählich mit Wasser gefüllt, es treten Luftblasen aus; Luft ist leichter als Wasser - tritt durch ein Rohr in das Glas ein, verdrängt sie Wasser unter dem Glas und steigt auf, wodurch das Glas aus dem Wasser gedrückt wird.

ATEMBERAUBENDE LUFT (1)

Ziel. Finden Sie heraus, dass Luft, wenn sie komprimiert wird, einnimmt wenig Platz; Druckluft hat die Kraft, Gegenstände zu bewegen.

Spielmaterial. Spritzen, ein Behälter mit Wasser (getönt).

Spielfortschritt. Kinder untersuchen die Spritze, es

Gerät (Zylinder, Kolben) und Aktionen damit demonstrieren: Kolben ohne Wasser nach oben, unten drücken; sie versuchen, den Kolben zusammenzudrücken, wenn das Loch mit einem Finger geschlossen ist; Wasser in den Kolben ziehen, wenn er oben und unten ist. Ein Erwachsener lädt Kinder ein, die Ergebnisse der Erfahrung zu erklären und über ihre Gefühle bei der Durchführung von Handlungen zu sprechen. Am Ende des Experiments stellen die Kinder fest, dass komprimierte Luft weniger Platz einnimmt; Druckluft hat die Kraft, Gegenstände zu bewegen.

ATEMBERAUBENDE LUFT (2)

Ziel. Stellen Sie fest, dass Druckluft weniger Platz einnimmt. Druckluft hat die Kraft, Gegenstände zu bewegen.

Spielmaterial. Pipetten, ein Behälter mit Wasser (getönt).

Spielfortschritt. Die Kinder begutachten die Pipettiervorrichtung (Gummikappe, Glaszylinder) und führen den Versuch analog zum vorigen durch (Deckkappe zusammendrücken und lösen).

TROCKEN AUS WASSER

(Option 1 - Serviette im Glas)

Ziel.

Spielmaterial. Ein Behälter mit Wasser, ein Glas mit einer Serviette am Boden.

Spielfortschritt. Der Erwachsene bittet die Kinder, zu erklären, was es bedeutet, „trocken aus dem Wasser zu kommen“, wenn dies möglich ist, und herauszufinden, ob es möglich ist, das Glas ins Wasser zu senken und die unten liegende Serviette nicht zu benetzen. Kinder achten darauf, dass die Serviette am Boden des Glases trocken ist. Dann drehen sie das Glas auf den Kopf, tauchen es vorsichtig in Wasser, ohne das Glas bis auf den Boden des Behälters zu kippen, heben es tatsächlich aus dem Wasser, lassen das Wasser ablaufen, ohne das Glas umzudrehen. Der Erwachsene bietet an, festzustellen, ob die Serviette nass (nicht nass) geworden ist, zu erklären, was das Wasser daran gehindert hat, nass zu werden (Luft im Glas) und was mit der Serviette passiert, wenn das Glas gekippt wird (es treten Luftblasen und Wasser aus). wird ihren Platz einnehmen, die Serviette wird nass). Kinder wiederholen das Erlebte selbstständig.

TROCKEN AUS WASSER.

(Option 2 - Fahne an der Stange)

Ziel. Bestimmen Sie, welche Luft Platz einnimmt.

Spielmaterial. Ein Behälter mit Wasser, Holzklötze mit Fahnen, Dosen (ein Block mit einer Fahne sollte sie frei betreten).

Spielfortschritt. Ein Erwachsener lädt Kinder ein, die Stange ins Wasser zu senken und zu beobachten, wie sie schwimmt. Sie finden heraus, warum er nicht sinkt (ein Baum ist leichter als Wasser), wie er ertrinken (auf den Grund gesenkt) und nicht benetzt (in Wasser gesenkt, mit einem Glas bedeckt) werden kann. Kinder machen Dinge alleine. Besprechen Sie, warum der Riegel nicht nass ist (weil Luft im Glas ist).

WAS IST SCHNELLER?

Ziel.

Spielmaterial. Zwei Blätter Schreibpapier.

Spielfortschritt. Ein Erwachsener schlägt vor zu denken, wenn Sie gleichzeitig zwei Blätter von Ihren Händen lösen: eines horizontal, das andere vertikal (zeigt, wie Sie es in Ihren Händen halten), welches dann schneller fällt. Hört sich Antworten an, bietet an, sie zu überprüfen. Zeigt Erfahrung. Warum fällt das erste Blatt langsam, was verzögert es (Luft drückt von unten darauf). Warum fällt das zweite Blatt schneller (es fällt hochkant, und daher ist weniger Luft darunter) Die Kinder schließen daraus: Es ist Luft um uns herum und sie drückt auf alle Gegenstände (das ist Atmosphärendruck).

FOKUS „WARUM PASSIERT ES NICHT?“

Ziel. Atmosphärischen Druck erkennen.

Spielmaterial. Gläser Wasser, Postkarten.

Spielfortschritt. Der Erwachsene fordert die Kinder auf, das Glas umzudrehen, ohne Wasser zu verschütten. Kinder machen Annahmen, versuchen Sie es. Dann füllt der Erwachsene das Glas bis zum Rand mit Wasser, bedeckt es mit einer Postkarte und hält es leicht mit den Fingern und dreht das Glas auf den Kopf. Er nimmt seine Hand weg - die Karte fällt nicht herunter, das Wasser fließt nicht heraus (es sei denn, das Papier ist perfekt horizontal und an die Ränder gedrückt). Warum fließt kein Wasser aus einem Glas, wenn ein Blatt Papier darunter liegt (Luft drückt auf ein Blatt Papier, sie drückt das Blatt an die Ränder des Glases und verhindert das Herausfließen von Wasser, das heißt, der Grund ist Luftdruck).

HAUSGEMACHTES THERMOMETER

Ziel. Demonstrieren Sie, wie sich Luft beim Erhitzen ausdehnt und Wasser aus einem Gefäß drückt.

Spielmaterial. Glasröhrchen oder Stab (transparent) aus einem Kugelschreiber, einer Flasche mit 50-100 ml, etwas getöntem Wasser.

Spielfortschritt. Kinder betrachten das "Thermometer": wie es funktioniert, sein Gerät (Flasche, Röhrchen und Korken); Mit Hilfe eines Erwachsenen wird ein Modell eines Thermometers hergestellt. Machen Sie mit einer Ahle ein Loch in den Korken und stecken Sie ihn in die Flasche. Dann nehmen sie einen Tropfen getöntes Wasser in das Röhrchen und stecken das Röhrchen so hinein, dass der Wassertropfen nicht herausspringt. Die Flasche erwärmt sich in den Händen, ein Wassertropfen steigt auf.

PIVOT

Ziel. Zeigen Sie, dass Luft elastisch ist. Verstehen, wie Luftkraft (Bewegung) genutzt werden kann

Spielmaterial. Windrad, Bastelmaterial für jedes Kind: Papier, Schere, Stöcke, Nelken.

Spielfortschritt. Ein Erwachsener zeigt den Kindern eine Drehscheibe in Aktion. Dann bespricht er mit ihnen, warum es sich dreht (der Wind trifft auf die schräg dazu gedrehten Flügel, wodurch sich der Drehteller bewegt). Ein Erwachsener lädt Kinder ein, einen Plattenteller nach dem Algorithmus zu bauen, die Merkmale seines Designs zu betrachten und zu diskutieren. Dann organisiert er Spiele mit einem Plattenspieler auf der Straße; Kinder beobachten, unter welchen Bedingungen es sich schneller dreht.

REAKTIVER BALL.

Ziel.

Spielmaterial. Luftballons.

Spielfortschritt. Kinder blasen mit Hilfe eines Erwachsenen einen Ballon auf, lassen ihn herunter und achten auf die Flugbahn und Dauer seines Fluges. Sie finden heraus, dass es notwendig ist, den Ball stärker aufzublasen, damit er länger fliegt: Die Luft, die aus dem "Hals" entweicht, bewegt den Ball in die entgegengesetzte Richtung. Ein Erwachsener erklärt den Kindern, dass das gleiche Prinzip in Düsentriebwerken angewendet wird.

STROH GILM.

Ziel. Zeigen Sie, dass Luft elastisch ist. Verstehen, wie Luftkraft (Bewegung) genutzt werden kann.

Spielmaterial. Rohe Kartoffeln, zwei Strohhalme für einen Cocktail (für jedes Kind).

Spielfortschritt. Kinder nehmen den Strohhalm am oberen Teil, ohne das obere Loch mit dem Finger zu schließen; dann stecken sie es aus einer Höhe von 10 cm mit einer scharfen Bewegung in eine Kartoffel; Sie beobachten, was mit dem Strohhalm passiert ist (er hat sich verbogen, hat nicht gesteckt), den zweiten Strohhalm oben genommen und diesmal das obere Loch mit einem Finger geschlossen; Sie stechen auch scharf in die Kartoffel und beobachten, was mit dem Stroh passiert ist (es klebte). Kinder finden heraus, dass im zweiten Strohhalm Luft ist, die auf die Wände drückt und es nicht zulässt, dass sie sich biegen. Kinder schlussfolgern: Im ersten Fall entwich die Luft ungehindert aus dem Strohhalm und es bog sich; im zweiten Fall konnte die Luft nicht aus dem Strohhalm entweichen, da das Loch verschlossen war. Wenn Kartoffeln auf das Stroh trafen, erhöhte sich der Druck noch mehr und verstärkte die Wände des Strohs.

FALLSCHIRM.

Ziel. Zeigen Sie, dass Luft elastisch ist. Verstehen, wie Luftkraft (Bewegung) genutzt werden kann.

Spielmaterial. Fallschirm, Spielzeugmenschen, ein Behälter mit Sand.

KERZE IN EINEM GLAS.

Ziel. Zeigen Sie, dass sich die Zusammensetzung der Luft während der Verbrennung ändert (es gibt weniger Sauerstoff), dass Sauerstoff für die Verbrennung benötigt wird. Lernen Sie, wie man ein Feuer löscht.

Spielmaterial. Kerze, Glas, Flasche mit geschnittenem Boden.

WIE MAN EINE KERZE AUS EINEM TRICHTER AUSBLAST.

Ziel. Zeigen Sie die Merkmale des Luftwirbels auf.

Spielmaterial. Kerze, Trichter.

STARKE STREICHHOLZSCHACHTEL.

Ziel. Bestimmen Sie die Elastizität der Luft.

Spielmaterial. Streichholzschachteln.

GROSS KLEIN.

Ziel. Zeigen Sie, dass sich Luft beim Abkühlen zusammenzieht und beim Erhitzen ausdehnt (mehr Platz einnimmt).

Spielmaterial. Plastikflaschen mit Korken, Luftballonäh, Münze.

FOKUS „AUS WASSER AUSTROCKNEN“

Ziel. Existenz demonstrieren Luftdruck, die Tatsache, dass die Luft beim Abkühlen ein kleineres Volumen einnimmt (komprimiert).

Spielmaterial. Ein Teller, dessen Boden mit Wasser bedeckt ist, eine Münze, ein Glas.

WARUM FRAGEN.

Ziel. Analysieren und schließen Sie aus der Kenntnis der Lufteigenschaften: Warme Luft steigt auf, d. h. sie ist leichter als kalte Luft; Luft ist ein schlechter Wärmeleiter.

Spielmaterial. Seidenpapier, Ständer mit einer Nadel.

Spielfortschritt. Ein Erwachsener schlägt vor, Windräder aus dünnem Seidenpapier herzustellen: ein Rechteck ausschneiden, entlang der Mittellinien falten und wieder gerade richten (der Schwerpunkt ist gefunden), das Stück Papier auf die Spitze der hervorstehenden Nadel legen, damit die Nadel stützt es genau an diesem Punkt ab. Bringen Sie die Hand vorsichtig näher - die Drehung des Papierstücks beginnt, bewegen Sie es weg - die Drehung stoppt. Sie schlussfolgern: Die Luft steigt von unten nach oben auf, drückt auf das Stück Papier und versetzt es in Rotation, da das Stück Papier an den Falzen eine Schräge hat.

Das Erhitzen eines Mediums wie Wasser oder Luft führt dazu, dass es sich ausdehnt und leichter wird. Umgekehrt schrumpft es beim Abkühlen und wird schwerer. Die Kombination dieser multidirektionalen physikalischen Einflüsse bildet ein Phänomen namens Konvektion, das einer der Prozesse der Wärmeübertragung in großen Mengen von Flüssigkeiten und Gasen ist.

Wenn ein Gefäß mit Wasser über einen funktionierenden Brenner gestellt wird, absorbiert das Wasser über der Flamme die Energie. Diese Energie bewirkt, dass sich die Wassermoleküle voneinander entfernen, wodurch es weniger dicht wird. Erhitztes Wasser steigt; in der Abbildung macht die graue Farbe auf dem Gefäßboden diese Bewegung sichtbar. Gleichzeitig sinkt kälteres, dichteres Wasser nach unten, um das aufsteigende warme Wasser zu ersetzen. Wenn warmes Wasser aufsteigt, gibt es einen Teil seiner Energie an das umgebende Wasser ab und kühlt etwas ab. Währenddessen steigt wärmeres Wasser weiter an und schiebt Schichten kühleren Wassers beiseite. Die Konvektion hört erst auf, wenn die Flamme erlischt und das gesamte Wasser die gleiche Temperatur hat.

Konvektion unter Wärmezufuhr

Die Erwärmung des Rohrbodens erhöht die Temperatur der unteren Wasserschichten. Infolgedessen steigt warmes Wasser und schwereres Wasser kaltes Wasser geht runter und erwärmt sich. Mit der Zeit wird alles Wasser heiß. Die Erwärmung des oberen Teils des Reagenzglases führt zu einer Temperaturerhöhung nur der oberen Wasserschichten, da das leichtere heiße Wasser über dem kalten bleibt.

Konvektive Bewegung des Wassers

Das erhitzte Wasser steigt vom Boden eines brennenden Gefäßes auf und verliert allmählich an Wärme. Sobald es an der Oberfläche ist, divergiert dieses Wasser unter der Wirkung einer aufsteigenden Säule aus wärmerem Wasser zu den Seiten. Wenn das Wasser abkühlt, wird es dichter und sinkt nach unten.

Konvektion in einem gasförmigen Medium

Rauchschwaden ermöglichen es, die Entstehung konvektiver Strömungen in der Raumluft zu verfolgen (Abbildungen oben). Der Prozess beginnt mit dem Aufsteigen warmer Luft (linkes Bild). An der Decke angelangt (mittleres Bild), zerstreut sich diese Luft unter der Wirkung aufsteigender wärmerer Luftstrahlen zu den Seiten, um dann nach Wärmeverlust auf den Boden abzusinken und unter der Wirkung kühler Luftstrahlen, die von oben herabsinken ( Abbildung rechts), bewegt sich wieder zur Wärmequelle, erwärmt sich und steigt auf.

Heizung und Kühlung der Raumluft

Eine Klimaanlage kühlt einen Raum am effektivsten, wenn sie in der Nähe der Decke platziert wird (oberes Bild unter dem Text), da die gekühlte Luft (blau im Bild) nach unten sinkt und sich dann durch Konvektion im Raum ausbreitet. Umgekehrt funktioniert der Lufterhitzer am besten, wenn er in Bodennähe aufgestellt wird (unteres Bild). Warme Luft(im Bild orange) erhebt sich und kreist dann im Raum.

Olga Rogatschewa
Experimente mit Luft

Erfahrung Nr. 1

Ziel Erfahrung Luft Wir brauchen Luft atmen. Wir atmen ein und aus Luft.

Bewegung: Nimm ein Glas Wasser, stecke einen Strohhalm hinein und atme aus Luft. Im Glas erscheinen Blasen.

Erlebnis Nr. 2

Ziel Erfahrung: Kinder zu Verständnis und Bedeutung führen Luft

Bewegung: Machen Sie einen kleinen Fallschirm. Zeigen Sie, dass, wenn der Fallschirm heruntergeht, Luft Darunter platzt eine Kuppel, tragend! es, so dass die Abnahme reibungslos erfolgt.

Erlebnis Nr. 3

Ziel Erfahrung: Kinder dazu bringen, die Merkmale zu verstehen Luft. Luft ist unsichtbar, hat keine bestimmte Form, breitet sich in alle Richtungen aus, hat keinen Eigengeruch.

Bewegung: Nehmen Sie Duftservietten, Orangenschalen etc. und lassen Sie die Kinder nacheinander an den Gerüchen im Raum riechen.

Erfahrung Nr. 4

Ziel Erfahrung: Kinder dazu bringen, Gewicht zu verstehen Luft. Luft hat Gewicht. Bewegung: Stellen Sie sich aufgeblasen und nicht aufgeblasen auf die Waage Luftballons: eine Schüssel mit einem aufgeblasenen Ballon überwiegt

Erlebnis Nr. 5

Bewegung: Stellen Sie eine geöffnete Plastikflasche in den Kühlschrank. Wenn es kühl genug ist, legen Sie ihm einen nicht aufgeblasenen Ballon auf den Hals. Stellen Sie die Flasche dann in eine Schüssel mit heißem Wasser. Beobachten Sie, wie sich der Ballon von selbst aufbläst. Dies geschieht, weil Luft dehnt sich bei Erwärmung aus. Stellen Sie die Flasche nun wieder in den Kühlschrank. Der Ball wird dann als absteigen Luft schrumpft beim Abkühlen.

Erlebnis Nr. 6

Ziel Erfahrung: Helfen Sie mit, Eigentum aufzudecken Luft(Resilienz, verstehen, wie Gewalt eingesetzt werden kann Luft(Verkehr).

Bewegung: Der Lehrer lädt die Kinder zum Ausgeben ein Ballon-Erlebnis: Sehen Sie, wie es fliegen wird, wenn Sie den Faden lösen, der es festhält Luft. Kinder mit Hilfe eines Lehrers aufblasen Luftballon, lassen Sie es los und achten Sie auf Flugbahn und Flugdauer. Sie finden heraus, dass es notwendig ist, den Ballon stärker aufzublasen, damit er länger fliegt.

Erlebnis Nr. 7

Ziel: Lernen Sie, bestehende Ideen in transformativen Aktivitäten zu reflektieren. Wie kann man mit dem Wind spielen?

Bewegung: Nehmen Sie ein quadratisches Blatt Papier und schneiden Sie es entlang der vorgezeichneten Linien aus. Die Ecken werden zur Mitte gebogen, wo sie mit einem Stift am Stock befestigt werden, nachdem eine kleine Perle zwischen Drehteller und Stock platziert wurde. Damit der Spinner bei ruhigem Wetter seine Funktion erfüllen kann, ist es notwendig, mit einem Stock in der Hand zu laufen. Der Spinner dreht sich nur bei Wind.

Erlebnis Nr. 8

Ziel: Bringen Sie mit, was warm ist Luft leichter als kalt und steigt auf.

Bewegung: Der Lehrer fordert die Kinder auf, die Temperatur zu vergleichen Luft im Raum und in der Nähe von warmen Gegenständen. Bestimme wo Wärmer: auf dem Boden oder auf der Couch? Der Lehrer hält das Thermometer auf dem Boden und dann auf der Couch. Kinder sind davon überzeugt, dass je höher, desto wärmer. Als nächstes bietet der Lehrer an, sich der Batterie zu nähern. Strecken Sie Ihre Hand über die Batterie, unter die Batterie. Wo ist es wärmer (Wärmer über der Batterie.)

Dann bietet der Lehrer an, zum Wasserkocher mit heißem Wasser zu gehen. Heben Sie Ihre Hand und halten Sie sie über das Wasser. Kinder sind davon überzeugt, dass Wasserdampf heiß ist. Warm Luft ist leichter als kalt. Warm Luft steigt auf also oben ist es wärmer.