Konvektionskammer — termisk høj- og lavtryk
Laboratorieøvelse med journalopgaver
Dato: ____________________ Klasse: ________________ Gruppe / navne: ____________________________
Om øvelsen
Formålet er at undersøge, hvordan termisk højtryk og lavtryk opstår, når luft opvarmes forskelligt. I bruger et konvektionskammer, hvor kun den ene af kammerets to skorstene har et fyrfadslys under sig, og gør luftens bevægelse synlig med røg.
Fremgangsmåde
- Gør klar. Find et køligt sted — gerne udendørs. Læg metalpladen på et koldt underlag; pladen skal være så kold som muligt, inden I går i gang.
- Tænd lyset. Sæt fyrfadslyset ned i den ene af pladens to cirkler, og tænd det.
- Saml kammeret. Sæt plexiglaskassen oven på metalpladen, så kassens to skorstene passer præcis med cirklerne i pladen.
- Vent. Vent ca. 5 minutter. Lyset varmer luften i den ene skorsten op, mens luften i den anden forbliver kold.
- Røgtesten. Tænd røgelsespinden, lad den brænde lidt, og pust så flammen ud, så den ryger kraftigt. Hold den rygende pind hen over den kolde skorsten — den, der ikke har lys under sig.
- Observér. Hvilken vej bevæger røgen sig inde i kassen? Ned gennem den kolde skorsten, hen langs bunden, op gennem den varme? Tag billeder eller video undervejs.
Hold en mørk baggrund (fx en jakke eller et bærbar-cover) op bag kammeret, mens I kigger — det gør røgen meget lettere at se. Jo koldere metalpladen er, inden I starter, jo tydeligere bliver temperaturforskellen i kammeret.
- Konvektionskammer (metalplade med plexiglaskasse)
- Fyrfadslys
- Tændstikker
- Røgelsespind (eller andet der kan afgive røg, fx et stykke smøldrende papir)
- Mørk baggrund, fx en jakke eller et bærbar-cover
- Stopur eller mobiltelefon
- Der arbejdes med åben ild (fyrfadslys, tændstikker og en rygende røgelsespind). Brug en fast, ikke-brandbar overflade, og hold brandbare materialer på afstand.
- Sluk fyrfadslyset og røgelsespinden helt efter brug, og lad metalpladen køle af, før den røres eller ryddes væk.
- Bøj jer ikke ind over den åbne flamme, og undgå at indånde røgen direkte.
Resultater og analyse
Indsæt et foto af jeres forsøg, eller tegn en præcis skitse af, hvordan røgen bevægede sig gennem kammeret. På billedet eller tegningen skal I:
- tegne pile, der viser røgens retning,
- skrive H der, hvor I vurderer, at der er højtryk,
- skrive L der, hvor I vurderer, at der er lavtryk.
Journalspørgsmål
- Hvad sker der med røgen, når I holder den over den kolde skorsten — og hvad sker der, hvis I i stedet holder den over den varme? Forklar hvorfor.
- Beskriv, hvordan et termisk lavtryk udvikles, og hvor I ser det i forsøget. Brug begreberne densitet og opdrift.
- Beskriv tilsvarende, hvordan et termisk højtryk udvikles, og hvor I ser det i forsøget.
- Vind blæser fra højtryk mod lavtryk. Hvor i kammeret ser I vinden ved “jordoverfladen”, og hvor ser I returstrømmen i højden?
- Forestil jer, at den varme skorsten er ækvator, og den kolde er området omkring 30° N. Hvilken del af den globale cirkulation har I så bygget en model af, og i hvilken retning vil I forvente, at vindene ved jordoverfladen blæser omkring ækvator?
- I kammeret blæser det i en lige linje fra højtryk til lavtryk. Hvorfor afbøjes vindene på Jorden — fx passaten — i stedet?
- Hvordan er klimaet og plantebælterne omkring ækvator og omkring vendekredsene, og hvordan hænger det sammen med, om luften stiger eller synker de to steder?
- Nævn mindst én forenkling i forsøget, som gør, at modellen ikke svarer helt til den virkelige atmosfære.