ZVOLTE CÍLOVOU SKUPINU pro přehlednější zobrazení.

    Expozice

    Garant: 
    Bc. Kristýna Nová
    Anotace pro veřejnost: 
    Jako se tetelí horký vzduch nad rozpálenou silnicí, tak se podobně pohybuje i ohřátá voda nad topným tělesem. A horká voda stoupá k hladině. Tušíte proč? Nebo jak to může souviset s pohybem vody v oceánech?
    Anotace pro 2. stupeň ZŠ: 
    Studenti mohou na exponátu pozorovat, jak teplejší voda (s nižší hustotou než voda okolní) stoupá k hladině. Mohou také její teplotu regulovat a sledovat, jaký to má vliv na její pohyb.

    RVP pro 2. stupeň ZŠ

    Anotace pro SŠ: 
    Studenti mohou na exponátu pozorovat, jak teplejší voda (s nižší hustotou než voda okolní) stoupá k hladině. Mohou také její teplotu regulovat a sledovat, jaký to má vliv na její pohyb. Tyto poznatky mohou pomoci například k pochopení pohybů mořské vody (teplých mořských proudů).

    Anotace pro vysoké školy

    Studenti mohou na exponátu pozorovat, jak teplejší voda (s nižší hustotou než voda okolní) stoupá k hladině. Mohou také její teplotu regulovat a sledovat, jaký to má vliv na její pohyb. Tyto poznatky mohou pomoci například k pochopení teplých mořských proudů a tedy i termohalinního výměníku.

    Věda a technika v pozadí

    Zahříváme–li kapalinu nebo plyn zdola, vzniká proudění. Studenější kapalina nebo plyn má větší hustotu a vrstvy této tekutiny klesají podle Archimédova zákona dolů. Tím vytlačují teplejší vrstvy tekutiny vzhůru. Proudící tekutina přitom přenáší energii z teplejších míst do míst studenějších.

    Teorie

    Archimédův zákon patří mezi základní zákony hydrostatiky. Poprvé ho formuloval již ve 3. století př. n. l. Archimédes. 


    Archimedes.
    Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Pavel Trnka. Under Creative Commons.

    Podle Vitruvia se o Archimedovi vypráví, že dostal za úkol od krále Hierona zjistit, zda zlatníci vyrobili celou korunu z přesně odváženého zlata. Jednou, když se koupal, tak si všiml, že z vany odtéká přesně stejné množství vody, jako je objem ponořené části těla. S výkřikem „HEUREKA, HEUREKA!!!“ (objevil jsem) pádil prý tehdy nahý ulicemi Syrakus, sledovaný udivenými spoluobčany. Jeho poznatky o vztlakové síle dnes shrnujeme pod názvem Archimédův zákon:

    Těleso ponořené do kapaliny je nadlehčováno vztlakovou sílou, jejíž velikost se rovná tíze kapaliny stejného objemu, jako je objem ponořeného tělesa.

    Archimédův zákon platí nejen pro kapaliny, ale i pro plyny. Důsledkem Archimédova zákona je různé chování těles v kapalině a plynu. Na těleso působí vztlaková síla Fvz a tíhová síla Fg. Výslednice působících sil má směr síly větší a velikost rovnou rozdílu velikostí obou sil. Porovnáváme–li velikosti těchto sil, může nastat jeden ze tří případů:

    FG < Fvz ρT < ρ těleso plave na hladině
    FG > Fvz ρT > ρ těleso klesá ke dnu
    FG = Fvz ρT = ρ těleso se vznáší v kapalině

    Pokud ohříváme kapalinu, tak se rozpíná a její hustota se zmenšuje. Podle předchozí tabulky proto bude teplá kapalina proudit vzhůru a na její místo bude tlačit studenou kapalinu. Teplejší stoupající kapalina se tře o chladnější kapalinu, a tak vznikají turbulence. Protože teplá a studená kapalina mají různý index lomu, dochází při průchodu světla k lomu  světelných paprsků. Proto je možné na projekční ploše pozorovat proudění kapaliny. 


    Proudění teplé vody. 
    Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.

    Tepelná výměna prouděním má v přírodě i v technice široké uplatnění. Vysvětlujeme pomocí ní řadu dějů v ovzduší, které ovlivňují vývoj a průběh počasí. Prouděním můžeme také vysvětlit tah komínů. Pro rychlejší ohřátí nebo ochlazení látky se v technice často používá nucené proudění, které je vyvoláno vnějšími silami. Příkladem je ochlazování automobilového motoru proudící vodou, chlazení počítače ventilátorem apod.

    Zajímavost z přírody: 
    Důležitou roli v oceánech hrají proudy. Vznikají díky především díky větru a rozdílné hustotě vody. Vítr tlačí masy vody určitým směrem (driftové proudění), pak je někde vody přebytek a někde nedostatek. Rozdíly v hustotě vody jsou dány změnami teploty a slanosti vody. Lehká voda stoupá vzhůru k hladině, hustá voda klesá do hloubek, čímž vznikají vertikální proudy. Hustota mořské vody stoupá s ochlazováním vody a vyšším obsahem soli.

    Tématická videa z produkce Techmania Science Center

    Odborné dotazy

    Rezervace a nákup vstupenek

    Recepce

    Poradíme Vám s objednáním a nákupem vstupenek.