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探究為什麼-對流的現象
SEP 19 ,2019
<內容參考PASCO資訊,轉載請註明出處>
簡介
大自然中有許多對流的現象,例如海邊的白天與夜晚吹的風向相反,海洋中的水平洋流與垂直洋流現象,可以觀察到驅動流體產生對流現象的來源為溫差。在生活中,一般冷氣機架設於室內上方,暖氣機架設於下方也是對流原理的應用
究竟對流的現象是如何運作的?為什麼透過溫度差可以產生流動的現象?本次的活動將使用PASCO的熱對流模擬設備,探索對流的現象與產生的原因。
活動材料與設備
- 無線溫度感應器(PS-3201)
- SPARKvue軟體
- 密度循環模組(ME-6816)
- 冷水與熱水
- 食用色素(藍色色素/紅色色素)
活動流程
- 準備冷水(大約30。C)與熱水(大約60。C),並分別置入密度循環模組中兩個不同的腔室(中間連通的旋鈕需鎖緊)
- 分別在冷水與熱水中加入藍色色素與紅色色素,使現象更容易觀察
- 開啟無線溫度感應器,並與SPARKvue軟體連接
- 將溫度感應器的探針浸入任一腔室的液體中
- 現在點擊測量
- 鬆開連通兩腔室的旋鈕(上下皆鬆開)
- 觀察兩腔室之間的液體流動現象,同時也觀察溫度的變化
- 將溫度感應器作垂直移動,觀察溫度隨著不同深度的變化
- 持續的觀察熱對流的現象
問題討論
- 冷水與熱水除了溫度的差異外?還具有哪些科學量度的差異?為什麼?
- 開啟連通道後,熱水與冷水分別怎麼流動?是什麼原因造成流動的現象?
- 根據溫度感應器的量測,對流的過程中,溫度會如何隨著深度而變化?為什麼?
- 綜合本次的結果,說明海灘上海風與陸風形成的原因