液体中的热对流

材料

• 清空夸脱容器或罐子
• 水
• 冰箱
• 咖啡杯或其他耐热容器
• 蓝色食用色素
• 勺子
• 使滴下的东西

过程

1. 在透明的罐子里倒入冷水。
2. 将罐子放入冰箱冷冻15分钟。你不希望水结冰。
3. 将咖啡杯倒入四分之一满的热水。
4. 在热水中加入10滴蓝色食用色素，搅拌。
5. 把罐子从冰箱里拿出来，放在桌上。直到所有的晃动从移动停止。
6. 把滴管装满蓝色的热水。
7. 降低滴管的尖端，直到它接近大罐子的底部。
8. 小心地在冷水上滴两滴蓝色的热水。观察罐子的侧面和顶部会发生什么。
9. 再滴十滴，每次两滴，观察每滴之间的变化。
10. 一旦你加入了所有的蓝色液体滴，观察罐子额外的五分钟。

结果

当你在瓶底附近挤压带有蓝色染料的水滴时，大部分水会从冷水中上升，然后继续在水面上流动。蓝色的涟漪在水中荡漾。在罐子里的水的顶部形成了一层蓝色的层。随着时间的推移，一些蓝色的水开始下沉，5到10分钟后，所有的水都变成了浅蓝色。

为什么?

热的蓝色水分子比冷水分子有更多的动能。这意味着蓝色水分子碰撞更多，并相互推动。这降低了蓝色海水的密度，因为在给定的体积中可以容纳的分子更少了。因此，密度较低的蓝色海水从冰冷的海水中上升，浮在水面上。你看到的蓝色流体流是对流。随着时间的推移，由于对流，热水和冷水混合，整体温度下降。蓝色的食用色素也是如此扩散在整个液体中。扩散在不断发生。蓝色的食用色素分子从高浓度的热水和零浓度的清水中移动，从而在整个液体中形成更均匀的分布，使其呈现出均匀的浅蓝色外观。

要进一步

做一些关于暖流和寒流的研究。不同温度的水可以移动数百英里!