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Esperimenti scientifici per bambini – Un serpente a moto convettivo. Il fenomeno della convezione termica si ha quando un fluido (come l’acqua o l’aria) entra in contatto con un corpo la cui temperatura è maggiore della sua.

Aumentando di temperatura per conduzione, il fluido a contatto con l’oggetto si espande e diminuisce di densità, e a causa della spinta di Archimede sale, essendo meno denso del fluido che lo circonda che è più freddo. Si generano così moti convettivi, in cui il fluido caldo sale verso l’alto e quello freddo scende verso il basso.

La convezione è il meccanismo principale di trasmissione del calore nei fluidi e, dicendolo in modo più semplice, consiste nello spostamento di materia dalle zone a temperatura maggiore a quelle a temperatura minore e viceversa. Per effetto della spinta di Archimede, il fluido caldo (più leggero di quello freddo), tende a galleggiare su quest’ultimo e generano correnti convettive grazie alle quali le parti fredde del fluido vengono sostituite da parti calde e viceversa.

La convezione è un processo molto comune nell’esperienza quotidiana e, in particolare, gioca un ruolo fondamentale in alcuni fenomeni atmosferici, come il vento. Inoltre il fenomeno della convezione trova applicazione nella costruzione di impianti di riscaldamento a termosifoni, nei quali la circolazione dell’acqua all’interno dei tubi e la trasmissione del calore all’ambiente è regolata da moti convettivi.

Esperimenti scientifici per bambini
Questo esperimento mostra le correnti convettive all’interno dell’acqua:

e si realizza molto facilmente immergendo un piccolo vasetto trasparente contenente acqua calda colorata all’interno di un contenitore molto più grande, sempre trasparente, e contenente acqua fredda non colorata:

http://www.arvindguptatoys.com/

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Esperimenti scientifici per bambini
Un serpente a moto convettivo

Questo gioco mostra i moti convettivi attraverso il movimento di un serpente di carta, ed è molto interessante da proporre anche ai bambini più piccoli:

Ritaglia un serpente (o una spirale colorata), legala ad un filo e ponila su una fonte di calore (una candela o il fornello della cucina) ad una distanza tale che permetta il suo riscaldamento, ma senza che prenda fuoco ;-). Il serpentello (o la spirale colorata) comincerà a ruotare su se stessa.

http://www.science-sparks.com/

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Esperimenti scientifici per bambini
Un serpente a moto convettivo
Altre fonti

http://it.wikipedia.org/wiki/Convezione

http://www.uop-perg.unipa.it/