- 01 октября 2014 года
- Теги: тепловое расширение, тепловой датчик
Тепловое расширение – это когда тело меняет свой объем под действием изменения температуры. Когда тепло действует на материал, частицы этого материала начинают двигаться быстрее и это приводит увеличению расстояния между частицами. Уровень расширения изменяется в зависимости от температуры, но может быть определен с помощью коэффициента материалов теплового расширения (степень расширения, деленная на изменение температуры).
Для выполнения опыта понадобится:
- резиновая полоска
- деревянный брус
- длинный тоненький гвоздь
- картон
- ножницы
- спички или другие источники прямого тепла (например, свечи или зажигалки)
Время для проведения эксперимента:
Около 15 минут
Начинаем эксперимент:
- Вырежьте стрелку из картона. Стрелка должна быть такой же длины, как и Ваш деревянный брусок.
- Возьмите резину и растяните ее вокруг внешнего края вашего деревянного бруска.
- Проткните гвоздь через стрелку в центре ее основания (со стороны, противоположной заостренному концу).
- Осторожно просуньте гвоздь под резинкой.
- Зажгите спичку и осторожно поднесите ее к резинке рядом с гвоздем.
- Картонная стрелка начнет медленно вращаться против часовой стрелки.
- Поместите спичку на противоположной стороне стрелки.
- Картонная стрелка начнет вращаться по часовой стрелке.
Примечание:
Будьте очень осторожны, когда играете с огнем! Этот эксперимент «Создаем тепловой датчик» требует наблюдения и помощи взрослых в любое время и должен проводиться в безопасном месте, без каких-либо горючих веществ.
Наблюдение:
Почему стрелка вращается только тогда, когда источник тепла находится рядом с резинкой? Что может помешать провести опыт «Создаем тепловой датчик»? Как Вы думаете, Вы могли проделать данный эксперимент, используя источник холода? Можете ли Вы назвать объект в реальном мире, который Вы наблюдаете каждый день, чтобы он реагировал на расширение и сжатие от горячего и холодного источника?
Результат:
Тепло от источника тепла вынуждает резинку вращать гвоздь, а впоследствии стрелку. Когда источник тепла перемещен в противоположный конец, горячее пятно изменено, и воздух вокруг гвоздя становится более прохладным, в то время как температура вокруг нового пятна становится более высокой. Резинка расширяется в одном месте, потом охлаждается и нагревается уже в другом месте – это и заставляет стрелку крутиться!