Co způsobuje, že ohřátý vzduch klesá nebo stoupá. Jak se teplo šíří v kapalinách? Maximální absolutní vlhkost
Zahřívání jakéhokoli média, jako je voda nebo vzduch, způsobuje jeho expanzi a stává se lehčí. Naopak ochlazování způsobuje jeho smršťování a ztěžování. Kombinací těchto vícesměrných fyzikálních vlivů vzniká jev zvaný konvekce, který je jedním z procesů přenosu tepla ve velkých objemech kapalin a plynů.
Když je nádoba s vodou umístěna nad hořící hořák, voda nad plamenem absorbuje energii. Tato energie způsobuje, že se molekuly vody od sebe vzdalují, což způsobuje její menší hustotu. Ohřátá voda stoupá; na kresbě šedý nátěr na dně nádoby tento pohyb zviditelní. Ve stejnou dobu klesá chladnější a hustší voda, aby nahradila teplejší vodu, která vystoupila. Jak teplá voda stoupá, odevzdává část své energie okolní vodě a mírně se ochlazuje. Mezitím teplejší voda stále stoupá a odtlačuje vrstvy ochlazené vody stranou. Konvekce se zastaví, až když plamen zhasne a všechna voda dosáhne stejné teploty.
Konvekce při dodávání tepla
Zahřívání dna zkumavky zvyšuje teplotu spodních vrstev vody. V důsledku toho teplá voda stoupá a těžší studená klesá dolů a také se zahřívá. V průběhu času se všechna voda zahřeje. Zahřívání horní části zkumavky zvyšuje teplotu pouze horních vrstev vody, protože lehčí horká voda zůstává nad studenou.
Konvektivní pohyb vody
Ohřátá voda stoupá ze dna nádoby stojící na ohni a postupně ztrácí teplo. Jakmile se dostane na povrch, tato voda se šíří ven pod vlivem stoupajícího sloupce teplejší vody. Jak se voda ochlazuje, stává se hustší a klesá.
Konvekce v plynném prostředí
Proudy kouře umožňují sledovat vznik konvektivních proudů ve vzduchu v místnosti (obrázky výše). Proces začíná teplým vzduchem stoupajícím vzhůru (obrázek vlevo). Po dosažení stropu (obrázek uprostřed) se tento vzduch pod vlivem stoupajících proudů teplejšího vzduchu rozchází do stran, načež po ztrátě tepla klesá dolů k podlaze a pod vlivem proudů ochlazeného vzduchu sestupujícího shora. (obrázek vpravo), opět přechází ke zdroji tepla, zahřívá se a stoupá vzhůru.
Ohřívání a chlazení vzduchu v místnosti
Klimatizace ochlazuje místnost nejúčinněji, když je umístěna u stropu (horní obrázek pod textem), protože ochlazený vzduch (na obrázku modrý) klesá dolů a poté se šíří po místnosti konvekcí. Naopak ohřívač vzduchu funguje nejlépe, když je umístěn blízko podlahy (spodní obrázek). Teplý vzduch (oranžový na obrázku) stoupá vzhůru a poté cirkuluje po místnosti.
Olga Rogačevová
Experimenty se vzduchem
Zkušenost č. 1
Cíl zažít vzduch Potřebujeme vzduch dýchat. Dýcháme a vydechujeme vzduch.
Pohyb: Vezměte sklenici vody, vložte brčko a vydechněte vzduch. Ve sklenici se objevují bubliny.
Zkušenost č. 2
Cíl zažít: Vést děti k porozumění a smyslu vzduch
Pohyb: Udělejte malý padák. Ukaž, že když padák spadne, vzduch kupole pod ním praskne a podpírá ho! takže pokles probíhá plynule.
Zkušenost č. 3
Cíl zažít: Vést děti k pochopení vlastností vzduch. Vzduch je neviditelný, nemá žádný specifický tvar, šíří se všemi směry, nemá žádný vlastní zápach.
Pohyb: Vezměte si vonné ubrousky, pomerančové kůry atd. a vyzvěte děti, aby jeden po druhém přivoněly k pachům v místnosti.
Zkušenost č. 4
Cíl zažít: Přiveďte děti k pochopení hmotnosti vzduchA. Vzduch má váhu. Pohyb: Umístěte nafouknuté a nenafouknuté na váhu koule: miska s nafouknutým balónkem převáží
Zkušenost č. 5
Pohyb:Otevřenou plastovou láhev vložte do chladničky. Když dostatečně vychladne, položte mu na krk nenafouknutý balónek. Poté vložte láhev do misky s horkou vodou. Sledujte, jak se balónek začíná sám nafukovat. To se děje, protože vzduch při zahřátí expanduje. Nyní dejte láhev znovu do lednice. Míč půjde dolů, protože vzduch při ochlazení se smrští.
Zkušenost č. 6
Cíl zažít: Pomozte identifikovat nemovitost vzduch(elasticita, pochopte, jak lze použít sílu vzduch(hnutí).
Pohyb: Učitel vyzve děti k dirigování balónový zážitek: podívejte se, jak to poletí, když rozvážete nit, která to drží vzduch. Děti s pomocí učitele nafukují balón, uvolněte jej a věnujte pozornost trajektorii a délce jeho letu. Zjistí, že aby míč letěl déle, je potřeba ho více nafouknout.
Zkušenost č. 7
Cíl: Naučte se reflektovat stávající myšlenky v transformačních aktivitách. Jak si můžeš hrát s větrem?
Pohyb: Vezměte čtvercový list papíru a ořízněte ho podél předkreslených čar. Ohněte rohy směrem ke středu, kde jsou připevněny ke špejli špendlíkem, když jste předtím umístili malý korálek mezi větrník a tyč. Aby větrník za bezvětří plnil svou funkci, je potřeba běhat a přitom držet hůl v rukou. Větrník se točí jen když fouká vítr.
Zkušenost č. 8
Cíl: Pomozte určit, co je teplé vzduch lehčí než zima a stoupá.
Pohyb:Učitelka vyzve děti, aby porovnaly teplotu vzduch v místnosti a v blízkosti teplých předmětů. Určete kde teplejší: na podlaze nebo na pohovce? Učitel drží teploměr na podlaze a poté na pohovce. Děti jsou přesvědčeny, že čím vyšší, tím teplejší. Dále učitel navrhuje přiblížit se k baterii. Sáhněte nad baterii, pod baterii. Kde je tepleji? (Teplější nad baterií.)
Poté učitelka navrhuje jít ke konvici s horkou vodou. Zvedněte ruku a držte ji nad vodou. Děti dbají na to, aby byla vodní pára horká. Teplý vzduch je lehčí než studený. Teplý vzduch stoupá, takže nahoře je tepleji.
Tento článek si klade za cíl poskytnout zjednodušeně představu o tom, jak dochází k výměně vzduchu v místnosti a jak ji ovlivňovat, abychom získali optimální parametry vzduchu. Článek proto přináší zjednodušení a ignoruje některé fyzikální parametry. Pokud chcete přesné vědecké formulace, pak zadejte požadovaný výraz do vyhledávání a najdete mnoho popisů a údajů.
1. část - Věda
Aby byly různé vzorce a čísla srozumitelnější, často se na ně podíváme na příkladech. A pro takové příklady použijeme následující hodnoty:
Průměrná místnost je 5 krát 6 metrů se stropy 2,5 metru.
Optimální parametry vzduchu jsou 18C a 60% vlhkost.
Když mluvím o vzduchu obecně, často uvedu 1 metr krychle vzduchu.
Trochu teorie
Ve vzduchu je určité množství vody (páry) a toto množství se měří pojmem vlhkost. Vlhkost se udává jak relativní (například 50-70%), tak absolutní (například 10 gramů na metr krychlový). Jsme samozřejmě zvyklí na první možnost, ale než budeme mluvit o relativní vlhkosti, musíme mluvit o absolutní vlhkosti a její souvislosti s teplotou vzduchu.
Absolutní vlhkost
Absolutní vlhkost vzduchu je množství vody (páry) (gramy) ve vzduchu (1 metr krychlový). A přesné množství vody ve vzduchu se nazývá absolutní vlhkost.
Maximální absolutní vlhkost
Je jasné, že vzduch nemůže obsahovat nekonečné množství vody, existuje maximum vody, kterou vzduch může obsahovat, tedy 100% vlhkost. A toto množství vody se nazývá maximální absolutní vlhkost.
A vzduch v závislosti na teplotě může obsahovat určité množství vody (páry) a čím vyšší je teplota vzduchu, tím více vody se může ve vzduchu odpařit a čím nižší je teplota vzduchu, tím méně vody se může odpařit . A při teplotách pod nulou se voda do vzduchu prakticky nevypařuje. Čím je vzduch chladnější (pod 5 C), tím je sušší a nezáleží na relativní vlhkosti.
Zde je graf maximální absolutní vlhkosti při různých teplotách:
Jak vidíte, čím vyšší teplota, tím více vody se v ní může odpařit.
Relativní vlhkost
Poměr absolutní vlhkosti a maximální možné absolutní vlhkosti při konkrétní teplotě se nazývá - Relativní vlhkost. To znamená, že pokud je při 18C maximální absolutní vlhkost (na m3 vzduchu) 15,4 gramů (je vidět z grafu výše), pak pro 60% relativní vlhkost by mělo být 9,2 gramů vody (na m3 vzduchu). Protože 9,2/15,4 je 60 %.
Nyní, když to víme, můžeme vysvětlit, proč relativní vlhkost klesá, když se vzduch ohřívá. Při vytápění se vlhkostní kapacita (maximální absolutní vlhkost) vzduchu zvyšuje, ale množství vody v něm (absolutní vlhkost) zůstává stejné, takže poměr vody k maximu klesá. Pokud je například vzduch ve vaší místnosti 0 C a vlhkost je 100 % (4,8 gramů na m3 vzduchu), pak pokud jej zahřejete na 18 C, bude vaše relativní vlhkost 31 % (4,8/15,4).
Také znalost přesných gramů vody ve vzduchu nám dává představu o tom, kolik vody se v něm musí odpařit, aby bylo dosaženo optimální vlhkosti.
Vezměme si například průměrnou místnost a optimální teplotu. Jak jsme řekli dříve, při teplotě vzduchu 18C a vlhkosti 60% je to 9,2 gramů vody na metr krychlový. A pokud je váš pokoj přibližně 5x6m se stropem 2,5m a pokud máte optimální teplotu (18C) a vlhkost (60%), tak máte přibližně (vynásobte 5 x 6 x 2,5 x 9,2) 690 gramů vody (páry ) ve vzduchu ve vašem pokoji. A pokud máte ve stejné místnosti vlhkost 20% při 18C, tak máte ve vzduchu přibližně 230 gramů vody a k dosažení té optimální potřebujete odpařit (690-230) 460 gramů vody ve vzduchu . Dobré zvlhčovače pro domácnost uvolňují přibližně 350 gramů vody za hodinu. To znamená, že budete potřebovat asi hodinu a půl zvlhčování, abyste dosáhli optimální vlhkosti. (Ale to předbíháme; ke cvičení se dostaneme později.)
*Pokud vám matematika není „duchem blízká“, pak se nezlobte, všechna tato čísla si vůbec nemusíte pamatovat, hlavní je mít obecnou představu o tom, o čem mluvíme o.
Zopakujme si ještě jednou vše, co je třeba z teorie vytáhnout:
- absolutní vlhkost toto je přesné množství vody (páry) ve vzduchu
- maximální absolutní vlhkost to je maximální možné množství vody ve vzduchu vzhledem k určité teplotě vzduchu
- relativní vlhkost Jedná se o poměr absolutní vlhkosti k maximální absolutní vlhkosti.
- Čím vyšší je teplota vzduchu, tím více vody se v něm může odpařit
- čím nižší je teplota vzduchu, tím méně vody se v něm může odpařovat
- Při zahřívání se nemění množství vody ve vzduchu, ale mění se vlhkostní kapacita vzduchu
Roční období nebo vzduch za oknem
Samozřejmě v závislosti na ročním období je vzduch za naším oknem různý.
V létě je vzduch horký a vlhký (v horku i při 20% relativní vlhkosti vzduchu je ve vzduchu poměrně hodně vody), v zimě studený a suchý (jak jsme si řekli dříve, v mrazu). , voda ve vzduchu se prakticky nevypařuje, takže v mrazu je vždy sucho), na jaře a na podzim je chladno a vlhko.
Ale vzhledem k naší místnosti a optimálním podmínkám lze vzduch za oknem rozdělit nikoli na roční období, ale na rozdíly v teplotě a vlhkosti. Tedy teplejší, nebo chladnější, nebo sušší. A nejčastěji nás znepokojují 2 podmínky, tyto jsou:
- kdy je vzduch za oknem teplejší/teplejší (většinou léto), dále zkráceně léto
- kdy je vzduch za oknem studený a suchý (většinou zimní), dále zkráceně zima
A v praktické části článku si o těchto dvou stavech budeme psát.
O místnosti
Který vzduch klesá a který stoupá?
Je všeobecně známo, že teplý vzduch je lehčí než studený, a proto je teplota na stropě vyšší než na podlaze. Vlhký vzduch je ale lehčí než suchý, takže vlhkost na stropě je vyšší než na podlaze. Výsledkem je, že vzduch na vaší podlaze je chladnější a sušší než na stropě, kde je teplejší a vlhčí.
Jaký je rozdíl ve vlhkosti a teplotě od stropu k podlaze?
To závisí na mnoha parametrech, výšce stropu, velikosti místnosti, umístění výrobce tepla (topení), producenta vlhkosti (zvlhčovače), přenosu tepla, přenosu vlhkosti, směrech proudění vzduchu (větrání, větrání) atd. Ale obecně tam jsou 2-4 stupně a 5-10% vlhkost. Ale při intenzivní výměně vzduchu, tepla, vlhkosti (například je otevřené okno, běží topení, ventilátor, zvlhčovač/odpařovací chladič) a vysokých stropech může rozdíl dosáhnout 5-10 stupňů a 10-30% vlhkosti.
Je třeba také poznamenat, že teplota od topení k oknu se také liší o 5-10 stupňů, nebo dokonce více.
Větrání
Tento zdánlivě jednoduchý, srozumitelný postup při podrobném prozkoumání přináší výrazné změny vzduchu, který v místnosti vytváříme. Při větrání dochází nejen k čištění vzduchu v místnosti, ale také k intenzivní výměně tepla a vlhkosti a po vyvětrání může být veškeré naše úsilí o vytvoření optimálního vzduchu anulováno.
Bez větrání to ale také nejde, a tak si v praktické části probereme, jak provést 3 důležité postupy: větrání, termoregulaci, regulaci vlhkosti, aniž bychom ohrozili ostatní parametry vzduchu.
V našich místnostech totiž dochází k neustálé výměně vzduchu s venkovním prostředím (pokud ovšem váš pokoj není hermeticky uzavřen a nikdy se neotevírají okna ani dveře), v některých místnostech je toho více a v jiných méně. Pro tento účel dokonce existují speciální měření, kolikrát se vzduch za hodinu úplně obnoví. Pokud je 1 jednou, pokud je 2 dvakrát, a pokud 0,5, pak se za hodinu obnoví pouze polovina vzduchu. Pokud jsou všechna vaše okna a dveře zavřené, pak pro váš pokoj je tento indikátor blízko 0,1, a pokud máte vše otevřené, pak je indikátor blízko 3-4.
U nemocného dítěte je vhodné mít tento ukazatel alespoň 1. To je ale v zimě velmi obtížné, protože zvlhčovače nezvládnou zvlhčit celou místnost za hodinu (to zase předbíháme).
Část 2 - Cvičení
Nyní přejděme od teorie k praxi. Zde uvedené recepty se vás snaží naučit kreativně myslet ve vztahu k životním podmínkám a přizpůsobit je svým potřebám a podmínkám.
Náš cíl
Za jakýchkoliv podmínek za oknem zajistěte sobě i svému dítěti optimální parametry vzduchu - cca 18C a 50-70% vlhkost (resp. v průměrné místnosti se ve vzduchu odpaří cca 500-700 gramů vody). S minimální námahou, minimálními náklady a maximálním pohodlím. Podle priority:
- čistý vzduch je na prvním místě
- teplota vzduchu je na druhém místě
- vlhkost vzduchu je na třetím místě
Generál
Vliv na vzduch lze rozdělit na 2 části:
- aktivní korekce pro dosažení optimálních parametrů
- pasivní udržování optimálních parametrů vzduchu
To znamená, že nejprve aktivně zapneme všechny síly na plný výkon, abychom co nejrychleji dosáhli optimálních parametrů vzduchu, a následně snížíme vliv na nezbytné minimum, aby byly zachovány optimální parametry vzduchu.
Nástroje
K ovlivnění ovzduší máme následující nástroje:
Klimatizace
- náklady: vysoké
- teplota: vysoké chlazení
- vlhkost: vysychá
- ventilace: nízká
- hlučnost: nízká
- služba: vzácná
- mobilita: ne
Odpařovací chladič
- náklady: nízké
- teplota: chlazení normální
- vlhkost: vysoká vlhkost
- ventilace: vysoká
- hluk: střední
- služba: denně
- pohyblivost: vysoká
Ultrazvukový zvlhčovač
- náklady: nízké
- teplota: žádný vliv
- vlhkost: střední vlhkost
- větrání: žádné
- hlučnost: velmi nízká
- služba: denně
- pohyblivost: vysoká
Sporák/baterie
- cena: mírná
- teplota: zahřívá
- vlhkost: vysychá
- větrání: žádné
- hlučnost: velmi nízká
- služba: vzácná
- mobilita: ne
Čistička/pračka vzduchu
- náklady: vysoké
- teplota: žádný vliv
- vlhkost: střední vlhkost
- ventilace: žádná, ale čistí vzduch pomocí filtrů
- hlučnost: velmi nízká
- služba: denně
- pohyblivost: vysoká
Větrák
- náklady: nízké
- teplota: žádný vliv
- vlhkost: žádný vliv
- ventilace: vysoká
- hluk: střední
- služba: vzácná
- pohyblivost: vysoká
Parní generátor
- náklady: průměr
- teplota: mírně teplá
- Vlhkost: Středně zvlhčující
- větrání: žádné
- hlučnost: nízká
- služba: denně
- pohyblivost: vysoká
V tomto díle začneme prakticky uplatňovat naše znalosti v boji o optimální parametry vzduchu.
Přístup k místnosti
Pokojový přístup k zajištění vzduchu je poměrně běžná metoda, která nás učí, jak vytvořit potřebný vzduch v místnosti. A nejprve musíme tento přístup také prostudovat.
na podzim A na jaře obecně se nemusí nic dělat, stačí otevřít okna, přes den je vzduch normální, v noci chladný a vlhký, vše se větrá bez nákladů, bez námahy.
A v létě Velkým problémem je chlazení, protože vlhkost je v pořádku. Pro chlazení je nejúčinnější klimatizace, která je ale velmi drahá. A pokud si to můžete dovolit, pak mít alespoň 1 klimatizaci neuškodí, protože u mnoha nemocí je chladný vzduch kritický a v létě to může být záchrana před horkem.
Alternativou ke klimatizaci je odpařovací chladič (o tomto zařízení je samostatný článek, odkaz níže). Chladicí výkon je o pár stupňů nižší než u klimatizace, ale na ušetření před horkem je zcela dostačující a jeho velkou výhodou je, že okamžitě zvlhčuje místnost a také větrá a je velmi úsporná. stojí několikanásobně méně než klimatizace.
v zimě vše je mnohem složitější, máme co do činění se suchým studeným vzduchem. A uvnitř místnosti je díky nekontrolovanému vytápění sucho a horko. Otevřením okna můžete místnost stále ochladit, ale zvlhčit ji je velký problém. Jistě jste už četli, jak vypnout topení, nainstalovat regulátor, zavřít okna, použít ultrazvukový zvlhčovač atd. A pokud tohle všechno děláte a nemáte žádné problémy, tak vám gratuluji. Sice budete mít ještě nějaké problémy s větráním, ale celkově zimu zvládnete dobře.
Zde bych ale chtěl mluvit o alternativním způsobu regulace vzduchu. Jedná se opět o již dříve zmíněný odpařovací chladič. Zvláštností provozu tohoto zařízení je, že čím je vzduch teplejší a sušší, tím účinněji jej zvlhčuje a na výstupu produkuje téměř stabilní teplotu 18-23 C (přesná teplota závisí na výkonu zařízení a teplo/suchost vzduchu). A pokud je takový chladič umístěn vedle ohřívače, pak nasaje všechen horký vzduch a vypustí ochlazený, vlhký vzduch.
Nejdůležitější je, že zařízení vyžaduje otevřená okna (nebo alespoň okno), aby mohla unikat přebytečná vlhkost. Takže vyvážením topení, odpařovacího chladiče a otevřením okna můžete v zimě vytvořit výměnu tepla a vlhkosti, abyste měli v bytě chladný, vlhký a větraný vzduch.
Samozřejmě v závislosti na vaší místnosti, umístění vytápění, oknech a modelu odpařovacího chladiče budete muset výměnu vzduchu organizovat jinak. Univerzální vzorce neexistují, ale pokud budete trochu experimentovat a měřit teplotu a vlhkost z různých úhlů, najdete své optimum metodou pokus-omyl.
Potřebujete tedy pouze odpařovací chladič, a pokud možno i klimatizaci. Samozřejmě vám nikdo nezakazuje mít běžný ultrazvukový zvlhčovač.
Osobní přístup
Tento přístup není mezi klimatickými metodami příliš běžný. Není zaměřena na uspořádání optimálního vzduchu v celé místnosti, ale na jeho uspořádání přesně tam, kde je potřeba, tedy pod nosem dítěte (a rodičů). V zásadě nepotřebujeme optimální vzduch u skříně nebo nočního stolku, potřebujeme správný vzduch přímo pod nosem dítěte, a co se děje v ostatních koutech místnosti, není důležité.
Z popisu by mělo být zřejmé, že se jedná o velmi ekonomický způsob. A o vzduchu se bavíme hlavně během spánku. Pro zachování optimálních parametrů vzduchu v místnosti nepotřebujeme měření na různých místech v místnosti, ale potřebujeme pouze měření v blízkosti dítěte (a rodičů).
Jaro, podzim, léto tento přístup se téměř neliší od přístupu v místnosti. Ale v zimě jsou rozdíly (jsou i rozdíly, když je dítě nemocné). Předpokládejme, že nemáte prostředky a možnosti na zateplení topení, instalaci regulátoru, zakoupení odpařovacího chladiče atd., ale potřebujete zajistit optimální vzduch pro své dítě. Pak budete potřebovat jakýkoliv levný zvlhčovač vzduchu (lze sehnat za 10-30 $), topení funguje, otevřete okno, aby se teplota vyrovnala někde mezi oknem a topením na požadovaných 18C (pokud se ochladí, tak zavřete okno, a pokud se oteplí, tak ho pootevřete okýnkem, najděte rovnováhu, kdy je chlad přicházející z okna kompenzován teplem z topení). Dětskou postýlku umístěte mezi topení a okno, kde je vzduch vyvážený na 18C, to je obvykle 2-3 metry od okna. A pokud ji umístíte přímo pod okno, je lepší, aby dítě nosilo čepici, protože až 50 % tepla se ztrácí z hlavy a studené větry na hlavě nedělají dobrotu. Umístěte zvlhčovač poblíž, aby mlha ze zvlhčovače dosáhla k nosu dítěte s požadovaným procentem vlhkosti. To se většinou děje v okruhu metru a pokud levný zvlhčovač pak i půl metru.
A nyní získáte požadovanou teplotu, vlhkost a větrání i v zimě a téměř bez nákladů.
Pokud si chcete zařídit optimální vzduch pro sebe, pak si také lehněte k dítěti, kde je dosaženo požadované teploty a pracuje zvlhčovač. No, nebo si nainstalujte další takový zvlhčovač pro sebe.
Pro nalezení rovnováhy také nezapomínejte na výšku dítěte, pamatujte podle teorie čím výše, tím tepleji, čím nižší, tím chladnější.
Také bez ohledu na způsob poskytování vzduchu pamatujte, že optimální vzduch by měl jít přímo do nosu dítěte, a pokud dítěti zakryjete nos dekou, bude dýchat teplý vzduch zpod deky a veškeré snahy o zajištění vzduchu budou ztratit smysl. Proto je nejlepší oblékat dětský svršek teple a přikryjte přikrývku do pasu/hrudníku.
VZDUCH .
KDE JE TEPLEJŠÍ.
Cíl. Odhalte, že teplý vzduch je lehčí než studený a stoupá vzhůru.
Herní materiál. Dva teploměry, varná konvice s horkou vodou.
Průběh hry. Děti zjišťují, zda je v místnosti chládek, kde je tepleji - na podlaze nebo na pohovce, tedy výš nebo níž, a porovnávají své odhady s údaji teploměrů. Děti provádějí následující činnosti: držte ruku nad nebo pod baterií; aniž byste se dotýkali konvice, držte ruku nad vodou. Pomocí akcí zjistí, kde je vzduch teplejší: shora nebo zespodu (vše, co je lehčí, stoupá nahoru, což znamená, že teplý vzduch je lehčí než studený a shora teplejší).
VÍTR V MÍSTNOSTI („ŽIVÝ HAD“)
Cíl. Zjistěte, jak se tvoří vítr, že vítr je proudění vzduchu, že horký vzduch stoupá nahoru a studený klesá dolů.
Herní materiál. Dvě svíčky, „had“ (kruh vyříznutý do spirály a zavěšený na niti).
Průběh hry. Dospělý zapálí svíčku a fouká na ni. Děti zjišťují, proč je plamen vychylován (prouděním vzduchu). Dospělý navrhne prozkoumat „hada“, jeho spirálový design, a předvede dětem rotaci „hada“ nad svíčkou (vzduch nad svíčkou je teplejší, „had“ se nad ní otáčí, ale neklesá dolů , protože ho teplý vzduch nadnáší). Děti zjistí, že vzduch otáčí „hada“ a pomocí topných zařízení samostatně provádějí pokus
Dospělý vyzve děti, aby určily směr pohybu větru shora a zespodu dveří. Děti vysvětlují, proč je směr větru jiný (teplý vzduch v bytě stoupá a odchází mezerou nahoře a studený vzduch je těžší a vstupuje do místnosti zespodu; po chvíli se studený vzduch ohřeje v místnosti se zvedněte a vyjděte na ulici mezerou nahoře a na její místo bude znovu a znovu přicházet studený vzduch). Tak vzniká vítr v přírodě. Nakreslete výsledky experimentu.
PONORKA.
Cíl. Zjistěte, že vzduch je lehčí než voda; zjistit, jak vzduch vytlačuje vodu, jak vzduch opouští vodu.
Herní materiál. zakřivená koktejlová trubice, plastové sklenice, nádoba s vodou.
Průběh hry. Děti zjišťují, co se stane se sklenicí, pokud ji spustí do vody, zda se dokáže sama zvednout ze dna. Provádějí následující akce: ponoří sklenici do vody, otočte ji dnem vzhůru, umístí pod ni zakřivenou trubici a fouká pod ni vzduch. Na konci experimentu jsou vyvozeny závěry: sklenice se postupně plní vodou, vycházejí z ní vzduchové bubliny; vzduch je lehčí než voda – když se dostane do sklenice trubicí, vytlačí vodu zpod sklenice a stoupá vzhůru, čímž sklenici vytlačí z vody.
STUBMARY AIR (1)
Cíl. Zjistěte, že vzduch při stlačení zabírá méně místa; Stlačený vzduch má schopnost pohybovat předměty.
Herní materiál. Stříkačky, nádoba s vodou (tónovaná).
Průběh hry. Děti se dívají na injekční stříkačku
zařízení (válec, píst) a demonstrujte s ním akce: stiskněte píst nahoru, dolů bez vody; pokuste se stisknout píst, když je otvor uzavřený prstem; natáhněte vodu do pístu, když je nahoře a dole. Dospělý vyzve děti, aby vysvětlily výsledky experimentu a hovořily o svých pocitech při provádění akcí. Na konci pokusu děti zjistí, že vzduch při stlačení zabírá méně místa; stlačený vzduch má sílu, která může pohybovat předměty.
STUBMARY AIR (2)
Cíl. Zjistěte, že vzduch při stlačení zabírá méně místa. Stlačený vzduch má schopnost pohybovat předměty.
Herní materiál. Pipety, nádoba s vodou (tónovaná).
Průběh hry. Děti prozkoumají zařízení pipety (gumový uzávěr, skleněný válec).
VYSUŠIT VODU
(Možnost 1 – Ubrousek ve sklenici)
Cíl.
Herní materiál. Nádoba s vodou, sklenice s ubrouskem připevněná na dně.
Průběh hry. Dospělý vyzve děti, aby vysvětlily, co to znamená „utéct s tím“, zda je to možné, a aby zjistily, zda je možné sklenici ponořit do vody a nenamočit ubrousek ležící na dně. Děti dbají na to, aby byl ubrousek na dně sklenice suchý. Poté sklenici obrátí dnem vzhůru, opatrně ji ponoří do vody, aniž by sklenici nakláněli až na samé dno nádoby, vlastně ji z vody zvednou a nechají vodu odtéct, aniž by sklenici převraceli. Dospělý se nabídne, že určí, zda je ubrousek mokrý (není mokrý), vysvětlí, co bránilo tomu, aby ho voda namočila (vzduch ve sklenici) a co se stane s ubrouskem, když se sklenice nakloní (vyjdou vzduchové bubliny a voda zaujme své místo, ubrousek navlhne). Děti si zážitek zopakují samy.
SUCHÝ OD VODY.
(Možnost 2 – Vlajka na bloku)
Cíl. Určete, jaký vzduch zabírá místo.
Herní materiál. Nádoba s vodou, dřevěné kostky s vlaječkami, zavařovací sklenice (kvádr s vlajkou by se do nich měl volně vejít).
Průběh hry. Dospělý vyzve děti, aby spustily blok do vody a sledovaly, jak plave. Zjišťují, proč se nepotopí (dřevo je lehčí než voda), jak ho můžete utopit (spustit ke dnu) a nezmoknout (položit ho do vody a zakrýt sklenicí). Děti provádějí akce samostatně. Diskutují o tom, proč blok nezvlhl (protože ve sklenici je vzduch).
CO JE RYCHLEJŠÍ?
Cíl.
Herní materiál. Dva listy psacího papíru.
Průběh hry. Dospělý vás požádá, abyste o tom přemýšleli: pokud současně uvolníte dva listy papíru z rukou: jeden vodorovně, druhý svisle (ukazuje, jak jej držet v rukou), který z nich spadne rychleji. Poslouchá odpovědi a nabízí se ke kontrole. Prokazuje své zkušenosti. Proč první list padá pomalu, co ho zdržuje (tlak na něj zespodu vzduch). Proč druhý list padá rychleji (padá hranou, a proto je pod ním méně vzduchu Děti usuzují: kolem nás je vzduch a tlačí na všechny předměty (to je atmosférický tlak).
ZAMĚŘTE SE "PROČ TO NEODCHÁZÍ?"
Cíl. Zjistěte atmosférický tlak.
Herní materiál. Sklenice vody, pohlednice.
Průběh hry. Dospělý vyzve děti, aby sklenici obrátily, aniž by z ní vylily vodu. Děti si vytvářejí domněnky a zkoušejí věci. Potom dospělý naplní sklenici až po okraj vodou, přikryje ji pohlednicí a lehce ji přidrží prsty a otočí sklenici dnem vzhůru. Ruku sundá – karta nespadne, voda se nevylije (pokud není papír zcela vodorovný a přitlačený k okrajům). Proč ze sklenice nevytéká voda, když je pod ní list papíru (vzduch tlačí na list papíru, přitlačuje list k okrajům sklenice a brání vylití vody, tzn. tlak vzduchu).
DOMÁCÍ TEPLOMĚR
Cíl. Ukažte, jak se vzduch při zahřívání rozpíná a vytlačuje vodu z nádoby.
Herní materiál. Skleněná tuba nebo náplň (průhledná) z kuličkového pera, lahvička 50-100 ml, trocha tónované vody.
Průběh hry. Děti se podívají na „teploměr“: jak funguje, jeho struktura (láhev, zkumavka a zátka); S pomocí dospělého vyrobte model teploměru. Do korku udělejte šídlem otvor a vložte jej do láhve. Poté naberou kapku obarvené vody do zkumavky a hadičku zapíchnou, aby kapka vody nevyskočila. Láhev se ve vašich rukou zahřívá, kapka vody stoupá vzhůru.
VERTUŠKA
Cíl. Ukažte, že vzduch má pružnost. Pochopte, jak lze využít sílu vzduchu (pohyb).
Herní materiál. Větrník, materiály na výrobu pro každé dítě: papír, nůžky, tyčinky, karafiáty.
Průběh hry. Dospělý ukazuje dětem fidget spinner v akci. Poté s nimi probere, proč se točí (vítr naráží na lopatky, které jsou k němu natočeny šikmo a to způsobí pohyb točny). Dospělý zve děti, aby vyrobily gramofon podle algoritmu, zkoumaly a diskutovaly o vlastnostech jeho designu. Pak organizuje hry s přadlenem na ulici; Děti pozorují, za jakých podmínek se točí rychleji.
REAKTIVNÍ KOULE.
Cíl.
Herní materiál. Balónky.
Průběh hry. Děti s pomocí dospělého nafouknou balónek, spustí jej dolů a věnují pozornost dráze a délce jeho letu. Zjistí, že aby míč letěl déle, je nutné ho více nafouknout: vzduch unikající z „krku“ nutí míček pohybovat se opačným směrem. Dospělý řekne dětem, že stejný princip se používá u proudových motorů.
SLÁMOVÝ GIMLE.
Cíl. Ukažte, že vzduch má pružnost. Pochopte, jak lze využít sílu vzduchu (pohyb).
Herní materiál. Syrové brambory, dvě koktejlová brčka (pro každé dítě).
Průběh hry. Děti berou brčko za vršek, aniž by prstem zakrývaly horní otvor; pak jej z výšky 10 cm prudkým pohybem zapíchnou do brambory; pozorují, co se stalo s brčkem (ohnulo se, nedrželo se), vezmou druhé brčko za vršek, tentokrát prstem zavřou horní otvor; Také se ostře zapíchnou do brambory a pozorují, co se stalo se slámou (zasekla se). Děti zjistí, že uvnitř druhého brčka je vzduch, který tlačí na stěny a brání jeho ohýbání. Děti usuzují: v prvním případě vzduch vycházel ze slámy volně a ta se ohýbala; ve druhém případě nemohl vzduch ze slámy uniknout, protože otvor byl uzavřen. Navíc, když se brambor dostal do slámy, tlak se ještě zvýšil a stěny slámy se zpevnily.
PADÁK.
Cíl. Ukažte, že vzduch má pružnost. Pochopte, jak lze využít sílu vzduchu (pohyb).
Herní materiál. Padák, toy muži, nádoba s pískem.
SVÍČKA VE DVEŘE.
Cíl. Ukažte, že při spalování se mění složení vzduchu (je méně kyslíku) a že spalování vyžaduje kyslík. Naučte se hasit oheň.
Herní materiál. Svíčka, sklenice, láhev s řezaným dnem.
JAK Sfouknout SVÍČKU Z NÁlevky.
Cíl. Identifikujte vlastnosti vzduchového víru.
Herní materiál. Svíčka, trychtýř.
SILNÁ KRABIČKA NA ZÁPASKY.
Cíl. Určete elasticitu vzduchu.
Herní materiál. Krabičky od zápalek.
VELKÝ - MALÝ.
Cíl. Odhalte, že vzduch se při ochlazení smršťuje a při zahřívání se rozpíná (zabírá více místa).
Herní materiál. Plastové lahve se zátkami, balónek, mince.
ZAMĚŘTE SE NA VYSUŠENÍ VODY
Cíl. Ukažte existenci atmosférického tlaku, skutečnost, že když se vzduch ochlazuje, zabírá menší objem (stlačuje se).
Herní materiál. Talíř s vodou pokrývající dno, mince, sklenice.
PROČ JSOU OTÁZKY.
Cíl. Analyzujte a vyvozujte závěry na základě poznatků o vlastnostech vzduchu: teplý vzduch stoupá vzhůru, tj. je lehčí než studený vzduch; vzduch špatně vede teplo.
Herní materiál. Hedvábný papír, stojan s jehlou.
Průběh hry. Dospělý navrhuje vyrobit větrníky z tenkého hedvábného papíru: vystřihněte obdélník, ohněte jej podél středních čar a znovu narovnejte (těžiště bylo nalezeno), papír položte na špičku vyčnívající jehly tak, aby jehla podpírala to přesně v tom bodě. Opatrně přibližte ruku a papír se začne otáčet a otáčení se zastaví. Došli k závěru: vzduch stoupá zdola nahoru, tlačí na kus papíru a způsobuje jeho otáčení, protože kus papíru má v záhybech sklon.