Vroča površina kuhalnika segreva zrak v neposredni bližni. Vroč zrak se dviguje, nadomesti pa ga hladnejši zrak, ki priteka od spodaj. Ta proces imenujemo konvekcija.
Vzrok konvekcije je vzgon. Del hladnega zraka lebdi v okolnem hladnem zraku, ker je vzgon enak teži. Če pa ta del zraka segrejemo, se raztegne. Njegova teža je še vedno enaka, a ker ima večjo prostornino, izpodrine več hladnega zraka, vzgon je večji in rezultanta teže in vzgona potisne toplejši zrak navzgor.
To dogajanje opišemo z enačbo:
dρ = - βρdT,
kjer je ρ gostota zraka, β temperaturni koeficient prostorninskega raztezka, T pa temperatura. Nad kuhalnikom zaradi dvigovanja toplega zraka nastanejo konvekcijski tokovi, ki se jih da ponazoriti s preprosto skico, vendar pa so ti tokovi v resnici veliko bolj zapleteni in se razlikujejo od primera do primera, glede na okoliščine.
Pri poskusu s tehtnico in poskusu z vato smo izkoriščali silo upora, ki jo povzroča dvigajoč topel zrak, pri poskusu z vetrnico pa smo obodno hitrost vetrnice prevedli v dejansko hitrost dviganja toplega zraka.
Za izvedbo našega poskusa smo uporabili tri različne metode, zato smo se odločili napisati teorijo vsake metode posebej:
|
