Experimente cu aer. Cum circulă căldura în lichide? Convecție cu adăugare de căldură

AER .

UNDE MAI CALDE.

Ţintă. Dezvăluie că aerul cald este mai ușor decât aerul rece și se ridică.

material de joc. Două termometre, ceainic cu apă fierbinte.

Progresul jocului. Copiii află dacă camera este rece, apoi unde este mai cald - pe podea sau pe canapea, adică mai sus sau mai jos, și își compară ipotezele cu citirile termometrelor. Copiii efectuează acțiuni: ține mâna deasupra sau sub baterie; fără a atinge fierbătorul, ține mâna deasupra apei. Ei află cu ajutorul acțiunilor unde aerul este mai cald: de sus sau de jos (tot ce este mai ușor se ridică, ceea ce înseamnă că aerul cald este mai ușor decât rece și mai cald de sus).

VÂNT ÎN CAMERA („ȘARPE VIU”)

Ţintă. Dezvăluie cum se formează vântul, că vântul este un curent de aer, că aerul cald se ridică și aerul rece coboară.

material de joc. Două lumânări, „șarpe” (un cerc tăiat în spirală și suspendat de un fir).

Progresul jocului. Un adult aprinde o lumânare și suflă pe ea. Copiii află de ce flacăra este deviată (fluxul de aer este afectat). Un adult se oferă să ia în considerare „șarpele” designului său spiralat și le arată copiilor rotația „șarpelui” deasupra lumânării (aerul de deasupra lumânării este mai cald, „șarpele” se rotește deasupra lui, dar nu coboară, deoarece aerul cald îl ridică). Copiii află că aerul face să se rotească „șarpele” și, cu ajutorul dispozitivelor de încălzire, efectuează singuri experimentul

Un adult îi invită pe copii să determine direcția mișcării vântului de deasupra și de sub prag. Copiii explică de ce direcția vântului este diferită (aerul cald din apartament se ridică și iese prin fanta din partea de sus, iar aerul rece este mai greu și intră în cameră de jos; după un timp aer rece se încălzește în cameră, se ridică și iese afară prin crăpătura din vârf, iar aerul rece va veni la locul său din nou și din nou). Așa apare vântul în natură. Desenați rezultatele experimentului.

SUBMARIN.

Ţintă. Aflați că aerul este mai ușor decât apa; dezvăluie cum aerul înlocuiește apa, cum aerul părăsește apa.

material de joc. tub curbat pentru un pahare de plastic de cocktail, un recipient cu apă.

Progresul jocului. Copiii află ce se va întâmpla cu paharul dacă este coborât în ​​apă, dacă se poate ridica chiar de pe fund. Ei efectuează acțiuni: scufundă un pahar în apă, îl întorc cu susul în jos, aduc un tub curbat sub el, suflă aer sub el. La sfârșitul experimentului se trag concluzii: paharul se umple treptat cu apă, din el ies bule de aer; aerul este mai ușor decât apa - intrând în sticlă printr-un tub, deplasează apa de sub pahar și se ridică, împingând paharul din apă.

AER uluitor (1)

Ţintă. Aflați că aerul, atunci când este comprimat, ocupă mai putin spatiu; aerul comprimat are puterea de a muta obiecte.

material de joc. Seringi, un recipient cu apă (colorat).

Progresul jocului. Copiii examinează seringa, asta

dispozitiv (cilindru, piston) și demonstrați acțiunile cu acesta: apăsați pistonul în sus, în jos fără apă; ei încearcă să strângă pistonul atunci când orificiul este închis cu un deget; trageți apă în piston când acesta se află în partea de sus și de jos. Un adult îi invită pe copii să explice rezultatele experienței, să vorbească despre sentimentele lor atunci când efectuează acțiuni. La sfârșitul experimentului, copiii află că aerul, atunci când este comprimat, ocupă mai puțin spațiu; aerul comprimat are puterea de a muta obiecte.

AER uluitor (2)

Ţintă. Aflați că aerul comprimat ocupă mai puțin spațiu. Aerul comprimat are puterea de a muta obiecte.

material de joc. Pipete, un recipient cu apă (colorat).

Progresul jocului. Copiii examinează dispozitivul de pipetă (capac de cauciuc, cilindru de sticlă) Ei desfășoară experimentul în mod similar cu cel precedent (strângeți și desfaceți capacul).

USCAT IN APA

(Opțiunea 1 - șervețel într-un pahar)

Ţintă.

material de joc. Un recipient cu apă, un pahar cu un șervețel atașat la fund.

Progresul jocului. Adultul îi invită pe copii să explice ce înseamnă „a ieși din apă uscat”, dacă acest lucru este posibil, și să afle dacă este posibil să coboare paharul în apă și să nu umezi șervețelul aflat în jos. Copiii se asigură că șervețelul de pe fundul paharului este uscat. Apoi întorc paharul cu susul în jos, îl scufundă cu grijă în apă, fără să încline paharul până la fundul recipientului, îl ridică de fapt din apă, lasă apa să se scurgă fără a întoarce paharul. Adultul se oferă să determine dacă șervețelul s-a udat (nu s-a udat), să explice ce a împiedicat udarea apei (aerul din sticlă) și ce se va întâmpla cu șervețelul dacă paharul este înclinat (vor ieși bule de aer și apă). îi va lua locul, șervețelul se va uda). Copiii repetă singuri experiența.

USCAT IN APA.

(Opțiunea 2 - Steagul pe bară)

Ţintă. Determinați ce aer ocupă spațiu.

material de joc. Un recipient cu apă, blocuri de lemn cu steaguri, cutii (un bloc cu un steag ar trebui să intre liber în ele).

Progresul jocului. Un adult îi invită pe copii să coboare bara în apă, să urmărească cum înoată. Ei află de ce nu se scufundă (un copac este mai ușor decât apa), cum poate fi înecat (coborât până la fund), nu umezit (coborât în ​​apă, acoperit cu un borcan). Copiii fac lucrurile pe cont propriu. Discutați de ce barul nu este ud (pentru că există aer în borcan).

CE ESTE MAI RAPID?

Ţintă.

material de joc. Două coli de hârtie de scris.

Progresul jocului. Un adult sugerează să te gândești, dacă eliberezi simultan două foi din mâini: una pe orizontală, cealaltă pe verticală (arată cum să o ții în mâini), atunci care va cădea mai repede. Ascultă răspunsuri, se oferă să verifice. Demonstrează experiență. De ce prima frunză cade încet, ce o întârzie (aerul o apasă de jos). De ce a doua foaie cade mai repede (cade pe margine și, prin urmare, este mai puțin aer sub ea) Copiii concluzionează: este aer în jurul nostru și apasă pe toate obiectele (aceasta este presiunea atmosferică).

FOCUS "DE CE NU SE INTAMPLA?"

Ţintă. Detectează presiunea atmosferică.

material de joc. Pahare cu apă, cărți poștale.

Progresul jocului. Adultul îi invită pe copii să întoarcă paharul fără a vărsa apă din el. Copiii fac presupuneri, încearcă. Apoi adultul umple paharul cu apă până la refuz, îl acoperă cu o carte poștală și, ținându-l ușor cu degetele, întoarce paharul cu susul în jos. Își scoate mâna - cardul nu cade, apa nu se revarsă (cu excepția cazului în care hârtia este perfect orizontală și presată până la margini). De ce nu se varsă apa dintr-un pahar când există o foaie de hârtie sub el (aerul presează pe o coală de hârtie, presează foaia de marginile paharului și împiedică scurgerea apei, adică motivul este presiunea aerului).

TERMOMETR DE CASĂ

Ţintă. Demonstrați cum aerul se extinde atunci când este încălzit și împinge apa dintr-un vas.

material de joc. Tub sau tijă de sticlă (transparentă) dintr-un pix, o sticlă de 50-100 ml, puțină apă colorată.

Progresul jocului. Copiii iau în considerare „termometrul”: cum funcționează, dispozitivul său (sticlă, tub și plută); cu ajutorul unui adult se realizează un model de termometru. Faceți o gaură în dop cu o punte, introduceți-o în sticlă. Apoi iau o picătură de apă colorată în tub și înfig tubul astfel încât picătura de apă să nu sară afară. Sticla se încălzește în mâini, o picătură de apă se ridică.

PIVOT

Ţintă. Dezvăluie că aerul are elasticitate. Înțelegeți cum poate fi folosită puterea aerului (mișcarea).

material de joc. Pinwheel, material de confectionat pentru fiecare copil: hartie, foarfece, bete, garoafe.

Progresul jocului. Un adult le arată copiilor o placă turnantă în acțiune. Apoi discută cu ei de ce se învârte (vântul lovește palele care sunt întoarse într-un unghi față de el, iar acest lucru face ca placa turnantă să se miște). Un adult invită copiii să facă o placă turnantă conform algoritmului, să ia în considerare și să discute despre caracteristicile designului său. Apoi organizează jocuri cu o platantă în stradă; copiii observa in ce conditii se invarte mai repede.

MINGE REACTIVĂ.

Ţintă.

material de joc. baloane.

Progresul jocului. Copiii cu ajutorul unui adult umflă un balon, îl coboară și acordă atenție traiectoriei și duratei zborului acestuia. Ei află că, pentru ca mingea să zboare mai mult, este necesar să o umflați mai mult: aerul, scăpând din „gât”, face ca mingea să se miște în sens invers. Un adult le spune copiilor că același principiu este folosit și în motoarele cu reacție.

GILM DE PAIE.

Ţintă. Dezvăluie că aerul are elasticitate. Înțelegeți cum poate fi folosită puterea aerului (mișcarea).

material de joc. Cartofi cruzi, două paie pentru un cocktail (pentru fiecare copil).

Progresul jocului. Copiii iau paiele de partea superioară fără a închide orificiul superior cu degetul; apoi, de la o înălțime de 10 cm, îl înfig într-un cartof cu o mișcare ascuțită; ei observă ce s-a întâmplat cu paiul (s-a îndoit, nu s-a înfipt), iau al doilea pai de vârf, de data aceasta închizând orificiul superior cu un deget; de asemenea, se lipesc ascuțit în cartof și observă ce s-a întâmplat cu paiele (s-a lipit). Copiii află că în interiorul celui de-al doilea pai există aer care apasă pe pereți și nu îi permite să se îndoaie. Copiii concluzionează: în primul caz, aerul a scăpat liber din paie și s-a îndoit; în al doilea caz, aerul nu a putut scăpa din paie, deoarece orificiul era închis. În plus, atunci când cartofii lovesc paiele, presiunea a crescut și mai mult, întărind pereții paiului.

PARAŞUTA.

Ţintă. Dezvăluie că aerul are elasticitate. Înțelegeți cum poate fi folosită puterea aerului (mișcarea).

material de joc. Parașuta, oameni jucării, un recipient cu nisip.

LUMANARE IN BORCAL.

Ţintă. Dezvăluie că compoziția aerului se modifică în timpul arderii (există mai puțin oxigen), că oxigenul este necesar pentru ardere. Învață cum să stingi un incendiu.

material de joc. Lumanare, borcan, sticla cu fund taiat.

CUM SE SUPFIȘTE O LUMANARE DIN PÂLNIA.

Ţintă. Dezvăluie caracteristicile vortexului de aer.

material de joc. Lumânare, pâlnie.

CUTIE DE chibrituri tare.

Ţintă. Determinați elasticitatea aerului.

material de joc. Cutii de chibrituri.

MARE MIC.

Ţintă. Dezvăluie că aerul se contractă când este răcit și se extinde când este încălzit (ocupă mai mult spațiu).

material de joc. sticle de plastic cu dopuri, Balon uh, monedă.

FOCUS „USCAT ÎN APĂ”

Ţintă. Demonstrează existența presiune atmosferică, faptul că aerul ocupă un volum mai mic atunci când se răcește (comprima).

material de joc. O farfurie cu apă care acoperă fundul, o monedă, un pahar.

DE CE ÎNTREBĂRI.

Ţintă. Analizați și trageți concluzii pe baza cunoașterii proprietăților aerului: aerul cald se ridică, adică este mai ușor decât aerul rece; aerul este un slab conductor de căldură.

material de joc. Hârtie absorbantă, stați cu un ac.

Progresul jocului. Un adult sugerează să facă roți din hârtie absorbantă subțire: tăiați un dreptunghi, îndoiți-l de-a lungul liniilor de mijloc și îndreptați-l din nou (se găsește centrul de greutate), puneți hârtia pe vârful acului proeminent, astfel încât acul să o sprijine. sus exact în acel punct. Apropiați cu atenție mâna - începe rotația bucății de hârtie, îndepărtați-o - rotația se oprește. Ei concluzionează: aerul se ridică de jos în sus, apăsând pe bucata de hârtie și făcând-o să se rotească, deoarece bucata de hârtie are o pantă la pliuri.

Încălzirea oricărui mediu, cum ar fi apa sau aerul, îl face să se extindă și să devină mai ușor. În schimb, răcirea îl face să se micșoreze și să devină mai greu. Combinația acestor influențe fizice multidirecționale formează un fenomen numit convecție, care este unul dintre procesele de transfer de căldură în volume mari de lichide și gaze.

Când un vas cu apă este plasat peste un arzător care funcționează, apa de deasupra flăcării absoarbe energia. Această energie face ca moleculele de apă să se îndepărteze unele de altele, făcându-l să devină mai puțin dens. Apa încălzită urcă; în figură, vopseaua cenușie de pe fundul vasului face vizibilă această mișcare. În același timp, apa mai rece și mai densă se scufundă pentru a lua locul apei calde care se ridică. Când apa caldă crește, renunță la o parte din energie apei din jur și se răcește puțin. Între timp, apa mai caldă continuă să crească, împingând straturile de apă mai rece deoparte. Convecția se va opri numai când flacăra se stinge și toată apa are aceeași temperatură.

Convecție cu adăugare de căldură

Încălzirea fundului tubului crește temperatura straturilor inferioare de apă. Ca urmare, se ridică apa caldă, iar apa mai grea apă rece coboară și se încălzește. În timp, toată apa devine fierbinte. Încălzirea părții superioare a eprubetei duce la creșterea temperaturii doar a straturilor superioare de apă, deoarece apa caldă mai ușoară rămâne deasupra celei reci.

Mișcarea convectivă a apei

Ridicându-se de pe fundul unui vas care stă pe foc, apa încălzită își pierde treptat căldura. Odată ajunsă la suprafață, această apă diverge în lateral sub acțiunea unei coloane în creștere de apă mai caldă. Pe măsură ce apa se răcește, devine mai densă și se scufundă.

Convecția într-un mediu gazos

Fumul fac posibilă urmărirea formării curenților convectivi în aerul camerei (figurele de mai sus). Procesul începe cu aerul cald care se ridică (figura din stânga). Ajuns în tavan (figura din mijloc), acest aer diverge în lateral sub acțiunea jeturilor de aer cald în creștere, după care, după ce și-a pierdut căldura, coboară până la podea și, sub acțiunea jeturilor de aer rece care coboară de sus ( figura din dreapta), se deplasează din nou la sursa de căldură, se încălzește și se ridică.

Încălzirea și răcirea aerului din cameră

Un aparat de aer condiționat răcește cel mai eficient o cameră atunci când este plasat lângă tavan (imaginea de sus sub text), deoarece aerul răcit (albastru în imagine) se scufundă și apoi se răspândește prin cameră prin convecție. În schimb, încălzitorul de aer funcționează cel mai bine atunci când este plasat lângă podea (imaginea de jos). Aer cald(portocaliu în imagine) se ridică și apoi circulă prin cameră.

Olga Rogacheva
Experimente cu aerul

Experiența #1

Ţintă experienţă aer Avem nevoie de aer a respira. Inspirăm și expirăm aer.

mutare: Luați un pahar cu apă, introduceți un pai și expirați aer. În sticlă apar bule.

Experiența nr. 2

Ţintă experienţă: Conduceți copiii spre înțelegere și sens aer

mutare: Faceți o mică parașută. Arătați că atunci când parașuta coboară, aer o cupolă izbucnește sub el, susținând! aceasta, deci scăderea are loc fără probleme.

Experiența nr. 3

Ţintă experienţă: Conduceți copiii să înțeleagă caracteristicile aer. Aerul este invizibil, nu are o formă definită, se răspândește în toate direcțiile, nu are miros propriu.

mutare: Luați șervețele parfumate, coji de portocală etc. și invitați copiii să simtă succesiv mirosurile din cameră.

Experiența nr. 4

Ţintă experienţă: Conduceți copiii să înțeleagă greutatea aer. Aerul are greutate. mutare:Pune pe cantar umflat si nu umflat baloane: un castron cu un balon umflat va depăși

Experiența nr. 5

mutare: Pune o sticlă de plastic deschisă în frigider. Când este suficient de rece, puneți pe gât un balon neumflat. Apoi, pune sticla într-un vas cu apă fierbinte. Urmăriți balonul cum se umflă singur. Acest lucru se întâmplă pentru că aer se extinde la încălzire. Acum pune sticla înapoi la frigider. Mingea va coborî apoi ca aer se micsoreaza cand se raceste.

Experiența nr. 6

Ţintă experienţă: Ajută la identificarea proprietății aer(reziliență, înțelegeți cum poate fi folosită forța aer(trafic).

mutare: Profesorul îi invită pe copii să cheltuiască experiență cu balonul: vezi cum va zbura dacă dezlegați firul care îl ține aer. Copiii cu ajutorul unui profesor se umflă Balon, eliberați-l și acordați atenție traiectoriei și duratei zborului său. Ei află că pentru ca balonul să zboare mai mult, este necesar să-l umfle mai mult.

Experiența nr. 7

Ţintă: Învățați să reflectați ideile existente în activități transformative. Cum te poți juca cu vântul.

mutare: Luați o foaie pătrată de hârtie și tăiați-o pe linii trasate în prealabil. Colțurile sunt îndoite spre centru, unde sunt atașate de stick cu un știft, după ce s-a așezat o mică mărgele între platoul turnanți și stick. Pentru ca spinnerul să-și îndeplinească funcția pe vreme liniștită, este necesar să alergați cu un băț în mână. Rotitorul se învârte doar când bate vânt.

Experiența nr. 8

Ţintă: Ajută la scoaterea în evidență a ceea ce este cald aer mai ușoară decât frigul și se ridică.

mutare: Profesorul îi invită pe copii să compare temperatura aerîn cameră și lângă obiecte calde. Stabilește unde mai cald: pe jos sau pe canapea? Profesorul ține termometrul pe podea și apoi pe canapea. Copiii sunt convinși că cu cât mai sus, cu atât mai cald. În continuare, profesorul se oferă să se apropie de baterie. Întinde mâna deasupra bateriei, sub baterie. Unde este mai cald (Mai încălzit deasupra bateriei.)

Apoi profesorul se oferă să meargă la ibric cu apă fierbinte. Ridică mâna și ține-o deasupra apei. Copiii sunt convinși că vaporii de apă sunt fierbinți. Cald aerul este mai ușor decât rece. Cald aerul se ridică deci vârful este mai cald.