Odpoveď na otázku, kde a ako vzniká dážď, sa zdá byť jednoduchá: predsa v oblakoch z oblakov. No iste každý vie, že neprší z každého oblaku. Už vieme, že oblaky vznikajú kondenzáciou vodnej pary, ktorá sa dostala do ovzdušia odparovaním z povrchu zeme. Zohriaty vlhký vzduch stúpa nahor, pretože má menšiu hustotu než vzduch nad ním.
S rastúcou výškou klesá jeho tlak, a keďže obvykle ide o veľké masy vzdušnej hmoty, tak sa rozpína a pritom ochladzuje. Po ochladení na teplotu rosného bodu sa začnú vo vzduchu vytvárať drobné kvapôčky vody, ktoré tvoria oblak. Kvapky v oblakoch pritom vznikajú najmä na tzv. kondenzačných jadrách, ktoré sú obyčajne tvorené nečistotami nachádzajúcimi sa vo vzduchu. To, aké veľké kvapky sa v oblaku vytvoria, záleží na mnohých faktoroch ako teplota, tlak či vietor. Máme teda aj oblaky, kde sú kvapky vnútri veľmi malé a vietor, prúdenie vzduchu, ich udržiava v oblaku.
Doma si môžeme simulovať dážď pomocou dvoch experimentov. Urobte si doma mrak podobne, ako naozaj vzniká v atmosfére. Toto je vážny fyzikálny pokus, ktorý zvládnete prichystať za päť minút, všetko naň máte doma, deti môžete zapojiť od začiatku po koniec a upratovanie spočíva v prípadnom utretí rozliatej vody. A ešte je to aj super zábavné.
Experiment 1: Farebná voda a olej
Postup:
- Do veľkého pohára nalejeme vodu, približne 2 cm pod horný okraj.
- Do malého pohára nalejeme asi 0,5 dl oleja.
- Do oleja nakvapkáme farbivo, ktoré sa na dne oleja formuje do väčších guličiek.
- Lyžičkou olej zamiešame, čím rozbijeme guličky farbiva na menšie guličky.
Pozorovanie:
Olej sa ustáli na povrchu vody, guličky farbiva budú klesať ku dnu oleja, teda na rozhranie vody a oleja. Keďže farbivo je rozpustné vo vode, okamžite sa pri dotyku s vodou rozptýli a bude klesať ku dnu.
Vysvetlenie:
Potravinárske farbivo je zmiešané s vodou, a preto sa s olejom nezmiešava a tvorí v ňom guličky. Miešaním vieme tieto guličky rozbiť na veľmi malé. Keby sme ich nechali chvíľu postáť, znova by sa spojili do väčších. To, že každá gulička farbiva je obalená olejovou vrstvou, nám zabezpečí, že sa jednotlivé farby nepremiešajú. Keď olejový obal farebných guličiek pri kontakte s vodou praskne, uvoľní sa farbivo do vody a rozptýli sa v nej.
Experiment 2: Pena na holenie a farebné kvapky
Postup:
- Do troch štvrtín pohára nalejeme vodu.
- Na vodu nastriekame penu na holenie.
- Na penu nakvapkáme farebné kvapky farbiva. Potrebujeme tekuté farbivo a nemalo by byť gélové.
Vysvetlenie:
Pena je plná vzduchových bublín, preto sa drží na hladine vody v pohári. V podstate tvorí akúsi špongiu s veľkým množstvom cestičiek smerom k vodnej hladine. Preto keď nakvapkáme farbivo na jej povrch, chvíľu trvá, kým sa dostane až k vode, kde sa vo forme malých kvapiek uvoľňuje a rozptyľuje.
Experiment 3: Vytvorenie oblaku v pohári
Dosť to zjednoduším. Mraky sa tvoria tak, že sa tu dole vyparí voda a premení sa na vodnú paru. Vodná para je ľahšia ako vzduch a preto stúpa nahor. Hore je vzduch chladnejší, a tak sa vodná para opäť zmení na vodu - na malé, drobulinké kvapky vody. Zhluk týchto kvapôčiek je vlastne mrak. Vodná para potrebuje niečo, na čom sa zachytí, aby sa zmenila na vodu, čiže inak povedané, aby skondenzovala. V plynnom vzduchu neskondenzuje. Potrebuje drobučké pevné alebo kvapalné čiastočky. Tie sa bežne nachádzajú vo vzduchu vo forme prachu, morskej soli alebo znečistenia.
Postup:
- Nalejte do zaváraninového pohára horúcu vodu (stačí teplota z vodovodu).
- Pridajte kondenzačné jadrá: my sme strekli trochu laku na vlasy. Môžete použiť aj iný aerosol. Super je aj dym zo zahasenej zápalky.
- Prikryte pohár obráteným viečkom, v ktorom je naložená kôpka ľadu.
- Sledujte, ako vnútri prúdi vzduch, otáča sa, a ako sa vytvára obláčik.
- Potom ho vypustite do svojej obývačky a pozorujte, ako sa vyparí.
Vysvetlenie:
Horúca voda sa vyparuje a tvorí sa vodná para. Tá stúpa a zhora ju ochladzuje ľad, takže hneď aj kondenzuje.
Otázky na zamyslenie:
- Čo sa stane, ak nepridáte lak na vlasy?
- Čo sa stane, ak lak na vlasy streknete do prázdnej nádoby?
- Čo ak voda nebude horúca, ale bude studená?
- Dá sa to aj bez ľadu?
Pýtajte sa veľa otázok a hľadajte spolu odpovede.