Vid någon tidpunkt i din grundutbildning hörde du förmodligen om den grundläggande regeln att varm luft stiger. Detta är lätt att komma ihåg, men anledningen till att det inte är möjligt. Varmluft stiger på grund av termisk expansion, vars principer kan testas genom ett antal enkla experiment. Termiska expansionsexperiment är lämpliga för barn, men experiment som använder brand eller andra värmekällor bör endast utföras under överinseende av en förälder, lärare eller annan betrodd vuxen.

Dansmolekyler

Temperaturen är skapad genom "dans" av atomer och molekyler. När de utsätts för den energi som värmen ger, blir de agiterade och rör sig och tar upp mer utrymme än om de fortfarande var. Detta kan testas genom att applicera värme under en miniatyrballong eller fallskärm. När luftens molekyler sprids ut och dansar på så sätt blir luften lättare och stiger. Så här kan vi säga att molekylerna blir upprörda när de upphettas.

Ring och boll

Luft är inte det enda som expanderar vid uppvärmning. Metaller genomgår termisk expansion också. För detta experiment måste du köpa en boll- och ringapparat. Satsen innehåller två skruvmejselaktiga handtag. På ena sidan är en metallboll. På slutet av den andra är en ring genom vilken bollen bara knappt passar. Denna apparat är tillgänglig i vetenskapsbutiker såväl som online. Sätt in bollen genom ringen. Flytta fram och tillbaka för att visa att bollen lätt rör sig in och ut ur hålet. Sätt in bollen en gång och värma upp det med ett ljus eller ljusare. När det är värmt, försök att ta bort det från ringen. Du kommer att upptäcka att bollen har expanderat och kommer inte att kunna passera genom ringen tills den har svalnat.

Ballong Expansion

Ta en ballong och sträcka öppningen över toppen av en tom ketchupflaska. Placera flaskan i en behållare med varmt vatten. Att placera en sten i botten av flaskan hjälper till att väga ner den. Vänta en minut eller så för att flaskan ska värmas upp. Du märker att när luften inuti flaskan värms börjar ballongen expandera. Detta beror på att luften i flaskan har expanderat.

Ballong och ljus

Detta experiment är en bra uppföljning av det grundläggande ballongexpansionsexperimentet. Spräng upp en ballong och släng i slutet. Placera den över ett brinnande ljus och vänta på att det exploderar. Luften inuti expanderade snabbt och poppade ballongen. Nu spränger du upp en annan ballong och fyller den upp med vatten innan du slår av änden. Placera ballongen över ljuset. Det kommer inte att dyka eftersom vattnet inuti ballongen absorberar värmen. Eftersom vattnet absorberar värmen, expanderar inte luften och håller därmed ballongen intakt.