Expériences de convection pour les enfants

La convection est le cycle de transfert de chaleur. C’est un sujet fascinant à aborder lorsque l’on tente des expériences scientifiques avec des enfants, parce que c’est quelque chose qui se produit dans le liquide et l’air sur une base quotidienne. La convection est aussi quelque chose qui peut être testé et compris sans l’utilisation d’équipement et d’outils de laboratoire coûteux.

Serpent à convection

Pour réaliser l’expérience sur les serpents à convection, vous aurez besoin d’un morceau de papier et de ciseaux. À l’aide des ciseaux, coupez le morceau de papier en forme de spirale de 6 cm de long. Fixez une extrémité d’un morceau de fil de 15 cm au milieu de la spirale à l’aide d’un ruban adhésif transparent. Prenez une lampe de table et suspendez la spirale de papier environ 10 cm au-dessus de la lampe de table. Vous remarquerez que la chaleur de la lampe fait tourner la spirale. Ceci est dû à un courant de convection. L’énergie provenant de la source lumineuse de la lampe réchauffe l’air au-dessus de celle-ci. Comme l’air chaud est plus léger que l’air froid, à mesure que l’air se réchauffe et que l’air chaud s’élève au-dessus de la lampe, l’air froid se déplace là où l’air chaud était auparavant.

Expérience sur les courants de convection : Matériaux

Si vous regardez les nouvelles, vous voyez des prévisionnistes qui parlent de phénomènes météorologiques naturels comme El Niño et La Nina. El Niño et La Nina sont causés par la convection, parce que les courants de convection se forment lorsque l’air chaud et l’air froid se rencontrent dans l’atmosphère. Cela crée des courants d’eau chaude dans l’océan. Pour créer votre propre courant de convection, vous aurez besoin de quatre bouteilles de soda en plastique de la même taille, de deux couleurs différentes de colorant alimentaire, d’eau chaude et froide et d’une carte d’index.

Expérience sur les courants de convection : procédure et résultats

Remplissez complètement deux des bouteilles de soda avec de l’eau froide et les deux autres bouteilles avec de l’eau chaude. Utilisez le colorant alimentaire pour colorer l’eau froide d’une couleur et l’eau chaude de l’autre couleur. Placez votre fiche sur le dessus d’une des bouteilles d’eau chaude. En tenant la fiche en place, inversez la bouteille et placez-la sur l’une des bouteilles d’eau froide. Glissez la carte d’index entre les bouteilles. Vous verrez que l’eau froide, qui est plus lourde, reste dans la bouteille inférieure et que l’eau chaude reste dans la bouteille supérieure. Cependant, si vous effectuez l’expérience en plaçant la bouteille d’eau froide sur le dessus et la bouteille d’eau chaude sur le fond, l’eau chaude monterait vers le haut et l’eau froide se déplacerait vers le bas de la bouteille.

Eau bouillante

Une illustration simple de la convection est une casserole ou une bouilloire d’eau bouillante. Lorsque vous faites bouillir de l’eau pour faire des boissons ou cuisiner des repas, même si vous commencez avec de l’eau froide, car l’eau est chauffée par une source de chauffage externe, elle commence à se dilater. Lorsque l’eau plus chaude monte, l’eau plus froide dans d’autres parties de la marmite ou de la bouilloire s’installe pour remplacer l’eau plus chaude. Au fur et à mesure que ce processus se poursuit, l’eau devient chaude et les courants de convection font bouger le liquide de façon circulaire. Finalement, l’action devient très forte et l’eau commence à bouillir.