چرا آب رنگی از پیمانه خارج نمی‌شود؟

هم‌نشینی با علم > یک تجربه > چرا آب رنگی از پیمانه خارج نمی‌شود؟

تاریخ انتشار: ۲۷ آبان ۱۳۹۹

problem

شاید از خود پرسیده‌اید چرا در داخل ساختمان‌ها شوفاژها و بخاری‌ها را معمولاً روی زمین می‌گذارند؟ چرا کولرها و وسایل سرمایشی را نزدیک به سقف نصب می‌کنند؟ یا اینکه چرا دود‌کش‌ کارخانه‌ها را همیشه بلند می‌سازند؟

تجربه‌ای ساده با دو لیوان آب داغ و آب سرد انجام می‌دهیم و چرایی این پدیده‌ها را آزمایش می‌کنیم.

دست به کار شوید!

۱

این وسایل را آماده کنید:

  • یک لیوان آب جوش
  • یک لیوان آب یخ
  • رنگ یا جوهر محلول در آب
  • یک لیوان خالی
  • درپوش اسپری
  • چنگال
  • کش کوچک

۲

با درپوش اسپری، چنگال و کش یک پیمانه بسازید.

۳

در پیمانه آب جوش و کمی رنگ بریزید.

در لیوان آب يخ بریزید.

دقت کنید: رنگی در آزمایش به کار ببرید که در آب حل می‌شود.

۴

پیمانه را آرام وارد آب يخ کنید.

چه می‌بینید؟

۵

این بار در پیمانه آب يخ و کمی رنگ و در لیوان‌ آب جوش بریزید.

۶

پیمانه را آرام وارد آب جوش کنید. این بار چه می‌بینید؟

اگر آب جوش رنگی را وارد آب جوش می‌کردید چه می‌شد؟

چطور اتفاق افتاد؟

 در آزمایش بالا دیدیم چطور آبی که سرد بود بالا نمی‌رفت و پایین‌تر از آب داغ قرار می‌گرفت. همچنین دیدیم چطور آبی که داغ بود پایین نمی‌ماند و راحت بالا می‌رفت و در همه‌ی ظرف پخش می‌شد. در این ظرف آب سرد چگالی بیشتری دارد و آب داغ چگالی کمتر. ماده‌ای که چگالی کمتری دارد روی ماده‌ای قرار می‌گیرد که چگالی بیشتری دارد. بنابراین آب گرم بالای آب سرد قرار می‌گیرد. اتفاقی مشابه با‌ آنچه در آزمایش دیدیم برای هوای گرم و سرد هم می‌افتد. هوای گرم بالا می‌رود و هوای سرد پایین می‌آید. بالون‌ها همین طور بالا می‌روند! بالون را با هوای گرم پر می‌کنند و هوای گرم بالا می‌رود و بالون را با خود بالا می‌برد.

 

همین اتفاق در خانه‌ها می‌افتد، اگر کولرها را نزدیک زمین بگذاریم هوای سرد پایین می‌ماند و بالای اتاق همیشه گرم است. برای همین کولر را نزدیک سقف می‌گذارند.

اگر بخاری‌ها و شوفاژها را بالا نصب کنیم هوای گرم همان بالا می‌ماند و زمین همیشه سرد است. برای همین همیشه بخاری‌ها و شوفاژ‌ها را نزدیک زمین نصب می‌کنند.

جالب است بدانید…

در معماری از این پدیده که هوای گرم بالا می‌رود و هوای سرد پایین، برای رفاه بیشتر در خانه‌ها استفاده می‌کنند. برای بخاری‌ها و آشپزخانه‌‌ها دودکش می‌گذارند.

 

در ساخت دود‌کش‌های کارخانه‌ها هم از همین خاصیت بالا رفتن هوای گرم استفاده می‌شود. لوله‌های دودکش را بلند می‌سازند تا دود که گرم است تا می‌تواند بالا برود.

 

در معماری سنتی ایرانی هم از این پدیده استفاده می‌شده است: در ساخت یخچال‌های سنتی و بادگیرها. در بعضی مناطق کویری که شب‌های یخ‌بندان در زمستان دارند، در زمستان یخ می‌ساخته‌اند و در گودال‌هایی انبار می‌کرده‌اند تا در تابستان استفاده کنند. در قدیم به این بناها یخچال می‌گفته‌اند. چطور یخ‌ها در این یخچال‌های سنتی آب نمی‌شده‌اند؟ تصویر زیر یخچال سنتی میبد را نشان می‌دهد.

 

سوراخ بالای گنبد مخزن یخ در یخچال‌ها را نگاه کنید. به نظر شما و با توجه به آزمایشی که دیدید، چرا این گنبد را روی مخزن می‌ساختند؟

 

در شهرهای نواحی گرم و خشک و نواحی گرم و مرطوب برای خنک کردن ساختمان از بادگیرها استفاده می‌کرده‌اند. بادگیرها بخشی از بناهای مسکونی بوده‌اند که از گذشته برای خنک کردن و جابه‌جایی هوا در بناها ساخته می‌‌شده‌اند. اگر باد بیاید بادگیر باد را به داخل ساختمان هدایت می‌کند ولی اگر باد نیاید بادگیر مانند دودکش عمل کرده و هوای گرم را از خانه خارج می‌کند.

 

در زندگی شما دیگر چه کاربردهایی از این پدیده‌ی طبیعی وجود دارد و آن را کجا می‌بینید؟

مطالب مرتبط