Segaduses pudelid

Vee konvektsioon kahes üksteise peale asetatud pudelis sõltub vee temperatuurist neis pudelites.

Vahendid:

  1. Mängukaart
  2. Toiduvärv
  3. Neli plastpudelit

Protseduur:

Segaduses pudelid

1. Täida kaks pudelit (A1 ja B1) külma veega ja kaks pudelit (A2 ja B2) sooja veega (ära ütle õpilastele, et veetemperatuurid on erinevad).

2. Värvi vesi pudelites A1 ja B2 mõne tilga toiduvärvi abil ja sega need ühtlaseks (kata pudelisuud näpuga ja pööra pudelid tagurpidi).

3. Kata pudelite A2 ja B1 suud mängukaartidega ja pane need tagurpidi värvilise veega pudelite peale (hoides ühte näppu vastu kaarti, ei tule pudelist vett välja, kui pudel ümber pöörata). Aseta pudelid nii, et pudelisuud oleksid kohakuti, ning tõmba kaart pudelite vahelt välja, ise samal ajal ülemist pudelit kinni hoides.

4. Lase õpilastel jälgida, mis värviga juhtub.

Miks ülemine pudel B läks värviliseks, aga ülemine pudel A ei läinud?
Kas temperatuur kõigis neljas pudelis oli sama?
Millised pudelid olid soojemad?
Kas vesi pudelis A2 muutub värviliseks? Kui jah, siis millal?
Mis juhtuks värviga, kui temperatuur kõigis pudelites oleks sama väärtusega?

Selgitus Pudelites A1 ja B1 oli vesi külm ning pudelites A2 ja B2 oli vesi soe. Soe vesi on väiksema tihedusega kui külm vesi ja seega tõuseb soe vesi kõrgemale. Kuna soe vesi pudelis B2 oli värvitud, siis tõuseb värvitud vesi ülemisse pudelisse ja külm vesi vajub alumisse pudelisse; toimub konvektsioon. Kuna vesi pudelis A2 on soe ja juba külma veega pudelist üleval pool, siis konvektsiooni ei toimu ja seetõttu vesi ülemises pudelis ei värvu. Kui vee temperatuur ülemises pudelis on kõrgem kui alumises pudelis, siis toimub vaid värvi difusioon. See on palju aeglasem protsess kui konvektsioon ja seda põhjustab molekulide võnkumine.