Δραστηριότητα για να δείξει ότι το νερό είναι κακός αγωγός θερμότητας;
Υλικά:
* Ένα γυαλί ή μεταλλικό δοχείο (όπως ένα ποτήρι ή ένα μικρό δοχείο)
* Νερό
* Παγοκύβοι
* Ένα θερμόμετρο (προαιρετικό, αλλά χρήσιμο)
* Μια πηγή θερμότητας (όπως ένας καυστήρας μαγειρικής ή ένα κερί)
Διαδικασία:
1. Γεμίστε το δοχείο με νερό: Γεμίστε το δοχείο περίπου στα μισά του δρόμου με κρύο νερό.
2. Προσθέστε τον πάγο: Τοποθετήστε μερικούς κύβους πάγου στο νερό.
3. Θερμάνετε το νερό: Εφαρμόστε προσεκτικά τη θερμότητα στο κάτω μέρος του δοχείου.
4. Παρατηρήστε: Παρακολουθήστε τι συμβαίνει με τον πάγο και το νερό.
Παρατηρήσεις και εξήγηση:
* Ο πάγος θα λιώσει αργά: Παρόλο που το κάτω μέρος του δοχείου θερμαίνεται, ο πάγος θα λιώσει με πολύ πιο αργό ρυθμό από ό, τι θα περίμενε κανείς. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το νερό είναι ένας φτωχός αγωγός θερμότητας. Η θερμική ενέργεια από το κάτω μέρος του δοχείου δεν μεταφέρεται εύκολα μέσω του νερού στον πάγο.
* Το νερό στην κορυφή θα παραμείνει κρύο: Εάν χρησιμοποιείτε ένα θερμόμετρο, θα παρατηρήσετε ότι το νερό στην κορυφή του δοχείου παραμένει σχετικά κρύο, ακόμα και μετά τη θερμά του πυθμένα.
* CONVECTION: Μπορεί να παρατηρήσετε κάποια κίνηση μέσα στο νερό καθώς θερμαίνεται. Αυτό οφείλεται στη μεταφορά, όπου το ζεστό νερό αυξάνεται και το ψυχρότερο νερό βυθίζεται. Ωστόσο, ακόμη και με τη μεταφορά, η μεταφορά θερμότητας μέσω νερού είναι αργή σε σύγκριση με άλλα υλικά.
Γιατί αυτό λειτουργεί:
* Θερμική αγωγιμότητα: Η αγωγιμότητα είναι η μεταφορά θερμότητας μέσω άμεσης επαφής μεταξύ των μορίων. Τα μόρια του νερού είναι χαλαρά δεσμευμένα, καθιστώντας δύσκολη τη θερμική ενέργεια να μεταφέρει από ένα μόριο σε άλλο.
* Θερμική μεταφορά: Η μεταφορά περιλαμβάνει τη μεταφορά θερμότητας μέσω της κίνησης υγρών (όπως το νερό). Ενώ η μεταφορά βοηθά στη διανομή θερμότητας, εξακολουθεί να είναι μια πιο αργή διαδικασία σε νερό σε σύγκριση με άλλα υλικά.
Συμπέρασμα:
Αυτή η απλή δραστηριότητα καταδεικνύει αποτελεσματικά ότι το νερό είναι ένας κακός αγωγός θερμότητας. Χρειάζεται σημαντικό χρονικό διάστημα και ενέργεια για τη θέρμανση του νερού και η μεταφορά θερμότητας δεν είναι πολύ αποτελεσματική. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο διαρκεί τόσο πολύ για να βράσει το νερό στη σόμπα!
