Invitation to Science InquiryInvitation to Science Inquiry : Millised tegurid mõjutavad ilma?

Millised tegurid mõjutavad ilma?

3.1 Pilv pudelis (1)

Kiirel rõhu vähenemisel tekib niiske õhuga täidetud pudelisse udu.

Vahendid:

1. Värvitu läbipaistev plastpudel.
2. Jalgrattapump ja rehvi ventiil.
3. Lühikese klaastoruga ühe auguga kork, mis sobib pudeliavasse.
4. Lühike jupp paksuseinalist kummitoru.

Protseduur:

Pilv pudelis 1 pilt

1. Vala paari millimeetri jagu vett pudelisse.

2. Sulge korgiga pudel ja ühenda torud jalgrattapumba nii nagu joonisel.

3. Pumpa õhku pudelisse ja lase õpilastel jälgida pudelit väga hoolega, eriti hetkel, kui kork pealt lendab.

4. Kui pilv ei ole piisavalt hästi nähtav, viska põlev tikk pudelisse või puhu pudelisse suitsu ja seejärel korda 3. punkti.

Milleks meil on pudelisse vett vaja?
Mida teeb õhk pudelis hetkel, kui kork pealt lendab?
Mida teeb temperatuur pudelis hetkel, kui kork pealt lendab?
Mis juhtub veeauruga, kui temperatuur langeb?
Kuidas aitab suits udu tekkele kaasa?
Milliseid rakendusi võib olla suitsu abil udu tekkimise nähtusele?

Selgitus Sel hetkel, kui kork pealt ära lendab, tekib äkitselt alarõhk pudelis. Miniatuurses pudeliatmosfääris on kõrge õhuniiskus, sest pudelis on vesi. Sel hetkel, kui kork pealt lendab, vuhiseb õhk pudelist välja ja temperatuur väheneb, kuna õhk paisub. Külmemas õhus veeaur kondenseerub. Suits võimaldab veel paremini kondenseeruda, sest suits on tahkete osakeste suspensioon, mis toimivad kondensatsioonituumadena. Seetõttu on udu ja vihm tõenäolisemad saastatud aladel (nagu suurtes linnades ja tehaste ümbruses) kui vabas looduses.

3.2 Pilv pudelis (2)

Vahendid:

1. Suure suuga suur purk.
2. Tühi kummist rannapall.
3. Teip.

Protseduur:

1. Vala paari millimeetri jagu vett purki.

2. Viska purki põlev tikk või puhu sinna suitsu.

3. Lõika rannapallist ära 1/3 ja pööra suurem pool pahupidi. Kata sellega purgisuu ja teibi servad õhukindlalt kinni (vt joonis).

4. Tõmba pallikesta kiiresti üles ja jälgi, mis purgis toimub.

Milleks meil on pudelisse vett vaja?
Kuidas aitab suits udu tekkele kaasa?
Mis suureneb järsku, kui pallikesta tõmmata?
Kuidas mõjutab pallikesta tõmbamine temperatuuri?
Miks on tavaliselt linnades ja tööstuslikes piirkondades rohkem vihma ja udu?
Mis juhtuks, kui pallikest ei oleks õhutihedalt kinnitatud?
Kas pilv tekib kergemini külmas või soojas pudelis?

Selgitus Vesi purgis tagab selle, et õhuniiskus on maksimaalne. Suits annab nukleatsioonituumasid, kus piisad saaksid tekkida. Kui suurendada purgi sisu ruumala, siis see jahtub ja vesi kondenseerub nukleatsioonituumadel piiskadeks. Tekib udu.

3.3 Purkbaromeeter

Ehita purgist ja kummimembraanist lihtne baromeeter.

Vahendid:

1. Laia suuga suur purk.
2. Suur õhupall, 2 kõrt, sirge nööpnõel.
3. Joonlaud, teip, termomeeter.

Protseduur:

Purkbaromeeter pilt

1. Puhu õhupall täis nii, et kumm oleks pingul (hea oleks, kui seda saaks teha päev varem või vähemalt paar tundi varem).

2. Lõika venitatud õhupallist välja tükk, kata sellega purgi ava ja teibi õhutihedalt kinni.

3. Ühenda kõrred ühtedest keskelt nööpnõela abil, otsad teibi vastavalt kummikile keskele ja purgi küljele (vt joonis).

4. Aseta purgi kõrvale püsti joonlaud nii, et kaanele kinnitatud kõrre vaba ots on näidiku juures.

5. Paiguta termomeeter purgi juurde või külge ja loe kaks korda päevas näit joonlaualt sama temperatuuri juures.

Kui õhurõhk tõuseb, kas kõrreots joonlaua juures tõuseb või langeb?
Milleks on vaja eelnevalt õhupalli venitada?
Milleks on vaja lugeda näitu alati sama temperatuuri juures? Kuidas muudab näitu kõrgem temperatuur?
Millele viitab suurenev õhurõhk ilmaennustusel?
Millele viitab vähenev õhurõhk ilmaennustusel?

Selgitus Selle lihtsa baromeetriga saab mõõta õhurõhu muutusi. Joonlaua näitu saab kalibreerida uurides ilmateatest õhurõhu täpsemaid väärtuseid. Kummikile on rõhumuutustele tundlikum, kui ta on pehmem, sellepärast on teda vaja eelnevalt venitada. Näitu on vaja lugeda alati samal temperatuuril, sest ka temperatuur mõjutab purgis oleva õhu ruumala: mida suurem temperatuur, seda suurem ruumala ja ka näiliselt väiksem välisrõhk.

3.4 Pudelbaromeeter

Vahendid:

1. Pika peenikese kaelaga pudel.
2. Silinderjas pikk purk ja termomeeter.
3. Veekindel marker.

Protseduur:

1. Leia sellised pudel ja purk, et pudelikael mahub läbi purgisuu, aga pudeli laiem osa ei mahu (vt joonis).

2. Joonista pudelikaelale võrdsete vahedega horisontaalsed jooned.

3. Täida purk poolenisti veega.

4. Vala natuke vett pudelisse ja pööra pudel kiiresti ümber ning aseta pudelikael kallutatud purki nii, et veetase pudelikaelas oleks veidi kõrgemal kui purgis.

5. Aseta pudelbaromeeter kohta, kus temperatuur ei kõigu ja märgi kaks korda päevas veetaseme kõrgus üles.

Mida peaks veetase pudelikaelas tegema, kui õhurõhk tõuseb? Aga kui väheneb?
Miks peab baromeeter olema kohas, kus temperatuur ei kõigu?

Selgitus Kui õhurõhk tõuseb, siis veetase purgis lükatakse alla ja seega vesi lükatakse pudelikaela ning pudelikaelas veetase tõuseb. Kui õhurõhk väheneb, siis vastupidi. See lihtne baromeeter töötab ainult juhul, kui temperatuur on püsiv. Kui temperatuur tõuseb, siis õhk pudelis paisub ja lükkab veetaset pudelikaelas alla (kuigi rõhk jäi samaks). Temperatuurilangus jälle tõstab veetaset. Pikema aja jooksul vesi aurub purgist ja purki tuleb vett juurde valada, et baromeeter saaks jätkuvalt töötada.

3.5 Milline on parim tuulelipp

Vahendid:

1. Joogikõrred, nööpnõelad, kirjaklambrid.
2. Teip, paksu paberit, savi, käärid.
3. Tühi klaaspudel.
4. Puhur.

Protseduur:

1. Jaga õpilastele kõrred, paber, nööpnõelad, käärid, teip, kirjaklambrid ja pudelid.

2. Palu õpilastel ehitada töötav tuulelipp. Eesmärgiks on teha selline tuulelipp, mis pöörduks võimalikult kiiresti tuule suunda.

3. Küsi õpilastelt, mida on vaja, et tuulelipp töötaks.

4. Kui õpilastel on raskusi tuulelipu ehitamisel, ehita vihjeks selline tuulelipp, nagu joonisel A: Teibi paberitükk kõrre otsa ja pane mõned kirjaklambrid kõrre teise otsa, et kõrs oleks tasakaalus. Torka nööpnõel läbi kõrre tasakaalupunkti, mille võid leida kõrt sõrmel tasakaalustades. Nööpnõela terav ots paiguta püstise kõrre sisse, nüüd peaks saama tuulelipp vabalt paremale-vasakule liikuda.

Mis erinevust on tuulelipu esimesel ja tagumisel otsal? Kas neil on erinev pindala?
Mida peab saama teha horisontaalne kõrs, et tuulelipp saaks pöörduda tuule suunda?
Kus peab asetsema horisontaalse kõrre pöörlemistelg?
Mida saab kasutada tuulelipu alusena?
Kuidas saab teha tuulelipu, mis näitab noolega tuule suunda (sinna, kust tuul puhub)?

Selgitus Selleks, et tuulelipp töötaks, peab üks ots olema suurema pindalaga kui teine. Kui me kleebime paberitüki kõrre ühte otsa, siis see suurendab pindala, aga ka massi, mistõttu on vaja teise otsa panna tasakaaluks kirjaklambreid.

3.6 Kui kiiresti tuul puhub?

Vahendid:

1. Paks paber, teip, käärid.
2. Tühi peenekaelaline plastmasspudel.
3. Ümmargune puupulk, nuga, nael.
4. Puhur.

Protseduur:

1. Voldi 4 paberitükki koonusteks, millest kolm on väiksed ja üks on suur. Teibi väiksed koonused suure koonuse serva külge, nagu joonisel A. Kõik väikesed koonused peavad olema terava tipuga samas suunas (päripäeva või vastupäeva). Lase suurel koonusel vabalt pöörelda pliiatsi otsas hoides seda puhuri õhuvoolus.

2. Lõika plastmasspudeli külgedesse pilud ja painuta tükid pudelist välja nagu uksed hingedel (vt joonis B). Tee pudeli põhja väike auk, pööra pudel tagurpidi pulga otsa ja löö nael otsapidi pulga sisse läbi augu pudelis, aga ära löö naela lõpuni sisse, pudel peab saama vabalt pöörelda.

3. Värvi üks väikestest koonustest ja üks pudeli labadest näiteks mustaks. Mõõteriista kalibreerimiseks hoia seda sõitva auto aknast välja ja jälgi kui kiiresti see pöörleb, kui auto sõidab kiirustega 20, 30, 40 ja 50 km/h. Tee seda tuulevaikse ilmaga. Loe, mitu pööret mõõteriist teeb 10 sekundi jooksul.

Kas anemomeetrid joonistel A ja B pöörlevad samas suunas?
Kuidas toimib tuule kiiruse mõõtmine sellise anemomeetriga?
Kas on oluline, kust suunast tuul puhub?
Kas me peame kalibreerimiseks ootama tuuleta päeva?
Miks anemomeeter pöördub ainult ühele poole?

Selgitus Siin näidatud anemomeetrid pöörlevad erinevates suundades. Need anemomeetri pöörlevad ainult ühele poole, sest koonuste ja labade õhutakistus on erinevates suundades erinev ja seega õhutakistus suure koonuse või silindri ühel küljel on suurem kui teisel. Pärast kalibreerimist on teada kui palju pöördeid sekundis iga tuulekiiruse 1 m/s kohta anemomeeter teeb, seega saab tuule kiiruse lihtsasti mõõta anemomeetri pöörlemise kiiruse järgi. Kalibreerimiseks on kindlasti vaja tuulevaikset päeva, muidu ei tule mõõtmine täpne.

3.7 Mõõda ühekorraga tuule kiirus ja suund

Vahendid:

1. Peenike katseklaas.
2. Nailonsukk ja keskmise paksusega traat (umbes 80 cm).
3. Teip.
4. Puhur.

Protseduur:

Mõõda ühekorraga tuule kiirus ja suund joonis

1. Tee traadi ühte otsa silmus u 10-15 cm diameetriga ja teine ots vähemalt 20 cm pikaks.

2. Voldi suka serv ümber silmuse teibi kinni.

3. Aseta traadi sirge ots katseklaasi ja vaata, et see saaks seal vabalt liikuda.

4. Aseta konstrueeritud mõõteriist tuule kätte või puhuri õhuvoolu.

Milliseid muid materjale võib kasutada peale suka?
Miks pöördub sukk tuulest eemale?
Kuidas hinnata tuule kiirust?
Kuidas saaks seda mõõteriista kalibreerida?
Kuidas nimetatakse tuule kiiruse mõõteriista?
Milleks on vaja tuule kiirust mõõta?
Mida meil on vaja teada, et ennustada ilma?

5. Suka asemel võib kasutada paberi ribasid. Nad käituvad sarnaselt lipule tuules, lehvides tuulest eemale, st sukk näitab suunda, kuhu tuul läheb, mitte kust tuleb. Tuulelipp teisalt tavaliselt osutab noolega suunda, kust tuul tuleb. Sukka võib nimetada tuulelipp-anemomeetriks, sest see näitab nii tuule suunda kui tugevust (tuule kiiruse mõõtja nimi ongi anemomeeter). Mida horisontaalsem sukk on, seda kiirem on tuul. Tuule kiiruse ja suuna mõõtmine on ilmaennustuse juures oluline.

3.8 Tekita õhuvoolusid

Vahendid:

1. Tühi akvaarium või mis tahes suur läbipaistev anum.
2. Õhuke papp.
3. Musta värvi paber.
4. Küünal.
5. Vana kalts.
6. Teip.

Protseduur:

1. Tee papist katus akvaariumile kahe auguga, kuhu tee kaks sobituvat toru korstnateks (vt joonis).

2. Kata akvaariumi tagumine külg musta paberiga, et suits ja voolud oleks kergemini näha. Kui võimalik kasuta ka eredat lampi või prožektorit.

3. Kinnita küünal ühe korstna A alla akvaariumi põhjale ja süüta.

4. Aseta katus akvaariumile ja teibi servad õhukindlalt kinni.

5. Süüta kalts ja lase sel suitseda. Hoia suitsevat kaltsu teise korstna (B) lähedal.

6. Puhu suitsu korstnast B sisse (ära lase suitsul ise vajuda) ja lase õpilastel jälgida suitsuvoolusid.

Mis tõmbas suitsu korstnast B sisse?
Miks õhk tõuseb korstnas A?
Mis on põleva küünla eesmärk?
Kuidas saaks tekitada tuult ilma küünlata?
Milliste kohtadega Maal võib võrrelda korstnaid A ja B?

Selgitus Põlev küünal on soojusallikas, mis soojendab õhku enda kohal ja ümber, soe õhk aga tõuseb üles. Seetõttu tekib õhuvool läbi korstna A üles ja kuna õhk läheb akvaariumist välja peab õhk ka kusagilt sisse tulema ja korstnast B tõmmatakse koos õhuga ka suitsu sisse. Korsten A on nagu kuum troopiline ala ja B on nagu külm poolus. Ka kogu Maakera atmosfääris on just sellised õhuvoolud. Küünla asemel võib kasutada ka jääkuubikut korstna B kohal, sest külm õhk liigub alla ja tekitab sarnase õhuvoolu.

3.9 Tee ise termomeeter

Vahendid:

1. Tühi klaaspudel ja toiduvärv või tint.
2. Läbipaistev kõrs või klaastoru.
3. Natuke savi või ühe auguga kork.
4. Põleti ja statiiv või küünal.

Protseduur:

1. Täida pudel külma veega ja värvi see mõne tilga toiduvärvi.

2. Pane kõrre ümber savi ja aseta kõrre ots vette, nii et tekiks kork. Vaata, et kõrs oleks vaid natuke vees.

3. Kõrt pudelisse paigutades võta eelnevalt natuke vett kõrre sisse hoides sõrmega kõrt ülevalt suletuna. Valmis seadmes võiks olla veetase korgist kõrgemal ja pudel täiesti täis.

4. Kuumuta (või jahuta) pudelit ja lase õpilastel jälgida veetaset.

Miks peab kork olema veekindel?
Mis juhtub vee tasemega kõrres, kui vett soojendada (või jahutada)?
Kui sarnane on see seade päris termomeetrile?
Kuidas seda mõõteriista kalibreerida?
Kas seda saab ka päriselt temperatuuri mõõtmiseks kasutada?

Selgitus Ka päris termomeetris on reservuaar, kus asub enamus piiritusest (või elavhõbedast). Mida suurem on reservuaar, seda tundlikum on nivoo peenikeses torus või kõrres, näiteks kehatemperatuuri mõõtmiseks mõeldud termomeetritel on suhteliselt suur reservuaar ja peenike toru. Pudeli kuumutamine põhjustab vee paisumise, mida on näha ka kõrres tõusva veenivoo järgi. Jahutamine jällegi langetab nivood. Termomeetrit saab kalibreerida ilma teise termomeetrita, kasutades teadaolevaid temperatuure, nt vee jäätumine ja keemine. Märkides ära jäätumise nivoo ja keemise nivoo, saab selle vahemiku jagada 99 joone abil 100 võrdseks osaks, millest igaüks tähistab ühte kraadi.

3.10 Millisel temperatuuril tekib kaste?

Vahendid:

1. Kolb või joogiklaas.
2. Termomeeter (-5 kuni 50 °C).
3. Jääkuubikud.

Protseduur:

1. Täida suurem osa klaasist veega ja lisa mõned jääkuubikud.

2. Aseta klaasi termomeeter ja jälgi hoolega klaasi väliskülge.

3. Sega jää ja vee segu aeg-ajalt (ettevaatlikult) ja pane tähele, mis temperatuuril klaasile tekib kaste.

4. Seda on selgelt näha, kui klaas muutub uduseks.

Kust tuleb kaste klaasi välisküljele?
Mis temperatuuril kaste tekkis?
Kas õhus on alati sama palju veeauru?
Kas niisketel (kõrge õhuniiskusega) päevadel on kastepunkt madalamal või kõrgemal temperatuuril?
Kus kohas koduses majapidamises võib talviti sarnast efekti kohata?

Selgitus Õhus on alati mingi hulk veeauru (absoluutne õhuniiskus). Aga õhku ei mahu lõpmata palju veeauru, on olemas piir. Ja kui veeauru on rohkem kui see piir, siis üleliigne kondenseerub. See piir sõltub temperatuurist, mida madalam on õhu temperatuur, seda vähem mahub veeauru. Jää jahutab vett ja klaasi ning ka õhku klaasi vahetus läheduses. Kui vee (ja ka õhu veeklaasi ümber) temperatuur langeb nii madalale, et klaasilähedasse õhku enam ei mahu ära kõik see veeaur, mis seal oli, siis see kondenseerub klaasile. Temperatuuri, mille juures õhuniiskus kondenseerub, nimetatakse kastepunktiks. Mida rohkem on õhus niiskust, seda kõrgemal temperatuuril on kastepunkt. Seega vihmastel päevadel, kui õhuniiskus on kõrge, on kastepunkt kõrgemal temperatuuridel kui kuivadel päevadel.

3.11 Veetsükkel

Vahendid:

1. 2 madalat kandikut või praetaldrikut.
2. Veekeedukann.

Protseduur:

1. Kuumuta vett kannus kuni keemiseni.

2. Hoia kandikut kannu tilast tulevas aurujoas ja teine kandik aseta esimese alla, et püüda kinni kondenseerunud tilgad. Esimesele kandikule võib panna külma vett peale.

3. Kalla alumiselt kandikult vesi kannu tagasi, et tekiks veeringlus.

Miks veeaur muutus uuesti vedelaks veeks?
Kas veeaur kondenseeruks ka siis, kui ülemisel kandikul oleks kuum vesi?
Mis tingimustel muutuvad pilved vihmaks?
Mis paneb vee aurustuma looduses?
Millega võiks võrrelda vee kannu tagasikallamist looduslikus veeringluses?

Selgitus Veeaur tekib kannus, sest vett kuumutatakse. Kui aur puutub kokku külma kandikuga, siis see kondenseerub. Kann on nagu ookean, mida soojendab Päike. Veeaur tõuseb üles kuni jahtub piisavalt, et kondenseeruda väiksesteks vedela vee piiskadeks. Nende piiskade kogumit näeme pilvena ja meie mudelis juhtub see kandiku pinnal. Vihmavee tagasivoolamine jõgede jmt kaudu ookeanisse on nagu vee kannu tagasi kallamine.

3.12 Härmatunud purk

Vahendid:

1. Tühi metallist konservipurk ilma etiketita.
2. Purustatud jää ja jäme sool.
3. Termomeeter.
4. Lusikas.

Protseduur:

1. Täida konservipurk jääga ja lisa soola.

2. Aseta termomeeter purki ja sega (ära sega termomeetriga).

3. Lase õpilastel lugeda termomeetri näit iga poole minuti järel.

4. Lase teistel õpilastel jälgida hoolega purgi välispinda ja öelda, kui nad näevad härmatist (pind tuhmub).

5. Edasi võib joonistada graafiku, kus on näidatud temperatuuri sõltuvus ajast.

Milleks on jääga segatud soola?
Kui madal peab temperatuur purgis olema, et välispinnale tekiks härmatis?
Mida jää ja soola segu temperatuur teeb hetk pärast härmatise moodustumist?
Uuri graafikult, mida teeb härmatise moodustumine temperatuurimuutusele? Kas härmatise moodustumine annab sooja või neelab seda?
Kust tuleb härmatis, mis peab olema õhus?

Selgitus Sool on segatud jääga, et muuta jää sulamistemperatuur madalamaks (alla 0 °C). Õhuniiskus, mis satub kokku külma purgipinnaga, kondenseerub otse tahkesse faasi ilma vahepeal vedel olemata. See protssess, nagu ka veeldumine ja tahkumine annab ära soojust ja seega soojendab purki. Seetõttu ka temperatuurilangus peatub kuniks toimub härmatumine.

3.13 Märg ja kuiv termomeeter

Vahendid:

1. Kaks ühesugust termomeetrit.
2. Riidekalts või natuke vatti.
3. Väike kolb või klaas.
4. Statiiv.

Protseduur:

1. Kinnita mõlemad termomeetrid üksteise lähedale statiivi külge.

2. Lase õpilastel lugeda neilt näitusid.

3. Paki ühe termomeetri alumine ots kaltsu sisse.

4. Pane kaltsu teine ots kolbi, kuhu vala ka vett. Vaata, et kalts ja termomeetri ots oleks kogu aeg märjad.

5. Lase õpilastel lugeda termomeetritelt jälle näitusid.

6. Määra tabeli abil suhteline õhuniiskus.

Miks on märja ja kuiva termomeetri näidud erinevad?
Kuidas mõjutab suurem õhuniiskus näitude erinevust? Mida me saame öelda õhuniiskuse kohta, kui näitude erinevus on suur?

Selgitus Märja termomeetri näit väheneb, sest aurav vesi neelab soojust ja jahutab ümbrust. Mida kuivem on õhk, seda kiiremini aurumine toimub ja seda rohkem näit väheneb. Seega mida suurem näitude erinevus, seda väiksem suhteline õhuniiskus.

3.14 Purkhügromeeter

Vahendid:

1. Suure suuga suur purk.
2. Suur õhupall, 2 kõrt, nööpnõel.
3. Joonlaud.
4. Teip.
5. Termomeeter.

Protseduur:

1. Vala purki paari millimeetri jagu vett.

2. Puhu õhupall täis nii, et kumm oleks pingul (hea oleks, kui seda saaks teha päev varem või vähemalt paar tundi varem).

3. Lõika venitatud õhupallist välja tükk, kata sellega purgi ava ja teibi õhutihedalt kinni.

4. Ühenda kõrred ühtedest keskelt nööpnõela abil, otsad teibi vastavalt kummikile keskele ja purgi küljele (vt joonis).

5. Aseta purgi kõrvale püsti joonlaud nii, et kaanele kinnitatud kõrre vaba ots on näidiku juures.

6. Paiguta termomeeter purgi juurde või külge ja loe kaks korda päevas näit joonlaualt sama temperatuuri juures.

Kui õhuniiskus väheneb, kas näit joonlaual tõuseb või langeb?
Mis on suhteline õhuniiskus purgi sees?
Mis erinevus on absoluutsel ja suhtelisel õhuniiskusel?
Kuidas muudab temperatuuritõus õhuniiskuse näitu sellel mõõteriistal?
Milline õhuniiskus on inimeste eluruumides kõige mugavam?
Kuidas õhuniiskust oma kodudes tõsta?

Selgitus See hügromeeter mõõdab ainult suhtelist õhuniiskust. Absoluutne õhuniiskus on veeauru hulk ruumalaühikus. Suhteline õhuniiskus näitab, kui suur osa maksimaalsest absoluutsest õhuniiskusest on antud absoluutne õhuniiskus. Vesi purgis tõstab suhtelise õhuniiskuse 100 %-ni. See tähendab, et õhk purgis ei saa enam rohkem veeauru vastu võtta, õhuniiskus on küllastuses. Seda väikest atmosfääri võrreldakse päris atmosfääriga. Mida vähem on õhuniiskust väljas, seda rohkem purki kattev kumm tõuseb kõrgemale ja näit langeb. Mugav õhuniiskus on 30 % ja 70 % vahel, ideaalne oleks 50 % ja 60 % vahel.

3.15 Juushügromeeter

Vahendid:

1. Puust lahtine karp (5 küljega), 2 joogikõrt, nööpnõelu.
2. Pikk inimese juuksekarv, niit ja koormis (20 g).
3. Papp.

Protseduur:

1. Pööra karp külili, nii et tal oleks 3 seina, põrand ja lagi.

2. Torka läbi karbi vastasseinte keskpunktide kaks nööpnõela. Karbi sisse paiguta kõrs nii, et mõlemast otsast sisse läheks nööpnõela tera ja et see kõrs oleks horisontaalne ning et see saaks vabalt pöörelda.

3. Kinnita juuksekarv karbi lae keskele ja keri teine ots ümber horisontaalse kõrre ja teibi see ots kinni.

4. Teibi niit sama kõrre külge ja keri see ka ümber kõrre ning kinnita niidi teise otsa külge rippuv koormis, mis tõmbaks niidi sirgeks.

5. Kinnita teine kõrs esimese külge esimese kõrrega risti ja ots karbi lahtisest küljest välja nööpnõela või teibi abil.

6. Kinnita karbi külje külge papist lõigatud poolketas teise kõrre kõrvale. Joonista papile eelnevalt võrdsete nurkade järel kriipsud (vt joonis).

7. Loe suhtelist niiskust kõrre näidu järgi pappkettal ja võrdle ilmateatega.

Mida teeb niiskuse muutumine juuksekarvaga?
Kas õhuniiskuse tõus paneb näidiku osuti tõusma või langema?
Milleks on vaja koormist?
Kuidas saab seda mõõteriista kalibreerida?

Selgitus Juuksekarv venib, kui ta saab niiskeks ja tõmbub jälle kokku kui ta kuivab. Koormis hoiab lihtsalt juuksekarva pingul, et kui juuksekarv venib, siis ka osuti pöörduks. Osuti pöördumise suund sõltub juuksekarva kerimise suunast, kui juuksekarv läheb lae küljest ümber kõrre karbi lahtise külje ja osuti pika otsa poolt, siis suurem niiskus tähendab osuti madalamat asendit. Mõõteriista saab kalibreerida võrreldes selle näitusid erinevatel õhuniiskustel teiste mõõteriistadega või ilmateatega.

3.16 Tuletsüklon

Vahendid:

1. Vana grammofon või pöördalus.
2. Metallist traatvõrk (ca 30 cm kõrge ja piisavalt pikk, et ulatuda ümber pöördaluse)
3. Metallist või klaasist alus, riidetükk, petrooleum.

Protseduur:

1. Tee traatvõrgust umbes pöördualuse läbimõõduga silinder, keera see aluse ümber ning kinnita traadi või klambritega.

2. Paiguta põletamisalus pöördaluse keskele.

3. Niisuta väikest riidetükki petrooleumiga ja aseta see alusele.

4. Süüta tikk ja sellega riidetükk, oota kuni tuli suureneb ning aseta see siis alusele. Pane pöördalus pöörlema.

5. Jälgi leegi kuju!

Kuidas seletaksid seda mis juhtub?
Mida on vaja selleks, et riie saaks põleda?
Kust tuleb õhk, mis tuld hapnikuga toidab?
Kuidas liiguvad pöörleva õhu molekulid?
Millise kuju võttis leek, kui pöördalus pöörlema pandi?
Mida võiksime kasutada petrooleumi asemel?
Kas oskate nimetada mõnd sarnast loodusnähtust?
Miks võtab leek just niisuguse kuju?

Seletus Tuletornaadole annab sellise kuju tuld toitva õhu liikumine - pöörlev võrk paneb ka selle sees oleva õhu pöörlema ja sellise sellise pöörlemise tulemusena on võrgu keskel õhurõhk väiksem, kui selle servadel. Madalama rõhuga kohta hakkab õhk voolama otse pöördaluse kohalt, see õhuvoog toidab leeki ning liigub hooga mööda madala rõhuga "korstent" üles, võttes endaga kaasa ka tule. Looduses tekivad tornaadod (ja tsüklonid) siis, kui kaks vastassuundades liikuvat õhuvoogu üksteisest mööduvad. Kahe sellise õhumassi piirpinnal võib tekkida keeris. Sellist looduslikku tornaadot toidab ühelt poolet liikuvate õhumasside energia (teeb sama, mis pöördaluse pööramine) ja maapind (teeb sama, mis pööraluse pind).

3.17 Miks pikemad ja lühemad päevad?

Vahendid:

1. Tavaline lamp
2. Keskmise suurusega kummipall
3. Kudumisvarras ja marker

Protseduur:

1. Suru kudumisvarras läbi palli ja süüta lamp.

2. Hoia varrast ja palli vasakule kaldu (ülemine pool rohkem lambi poole) ja keeruta palli aeglaselt ümber varda.

3. Näita õpilastele punkte A, B ja C (need tuleb markeriga pallile kanda) ning küsi: "milline neist punktidest saab kõige rohkem päikesevalgust?"

4. Pärast seda liiguta palli punktidesse I, II, III ja IV ning keeruta palli ümber varda.

Millises asukohas on punkti A jaoks suvi?
Millistes kohtades punkti A jaoks kevad, talv ja sügis?
Mis teeb suvised päevad Põhja-Ameerikas pikemaks?
Miks loojub päike ekvaatoril alati kell kuus õhtul?
Milline punktidest A, B ja C vastab troopilisele riigile?

Selgitus Selles katses on lamp päike, pall Maa ja kudumisvarras Maa telg. Maa telg ei ole risti tasandiga, mida mööda Maa liigub ümber Päikese ja see põhjustabki aastaaegade vaheldumist. Üks Maa täisring ümber oma telje vastab ööpäevale, üks tiir ümber Päikese on üks aasta. Punktide A ja B erinevus peaks eriti selgelt välja tulema neis kohtades, kus varju piir läbib üht neist punktidest. Punkti A jaoks on asukoht I suvi, II sügis, III talv ja IV kevad, punkti B jaoks vastavalt talv, kevad, suvi ja sügis.

3.18 Külm talvine päike

Vahendid:

1. Suur sila pall (ilma kirjadeta)
2. Tugev taskulamp, valge paber või tahvel

Protseduur:

1. Valgusta taskulambiga palli keskkohta (vt joonis A) ja siis selle serva (joonis B) Võrdle valguslaikude heledust.

2. Maapinda suvel ja talvel saab simuleerida valge paberi erinevate asenditega. Hoia paberit risti valgusega (joonis C) ja kalluta seda (joonis D).

3. Palu õpilastel võrrelda valguslaigu heledust paberil.

Millises asendis näib valguslaik pallil ja paberil vähem hele?
Mis on erinevus asendite A ja B ning C ja D vahel.
Millistes asendites on valguslaigu pindala väikse, millistes suurem?
Kas taskulambi heledus ja selle valguskimbu kuju muutus katse käigus?

Seletus Maapinnaga risti langevad valguskiired soojendavad seda rohkem, kui need, mis langevad maapinnale nurga all. Seda sellepärast, et nurga alla maapinnale langevad valguskiired on täpselt sama energiaga, aga katavad suurema pindala, seega energiavoog ühe ruutmeetri kohta väheneb. Suvel langeb keskpäeval päikesevalgus maale peaaegu risti, samas kui talvel langeb see maale väga väikse nurga all, nagu päikseloojangul. Nii juhtubki, et ehkk suvel ja talvel langeb Maale ühesuguse tugevusega päikesevalgus, soojendab see maapinda suvel palju rohkem kui talvel.