נחש מסתובב – או איך נוצרת רוח?

ציוד נדרש:

נייר אלומיניום
מספריים
נר שטוח + גפרורים
שיפוד עץ

מהלך הניסוי:

גזרו עיגול מנייר האלומיניום, מן העיגול גזרו נחש.
תקעו שיפוד בין הנר לבין מעטפת האלומיניום (שפיץ כלפי מעלה)
הניחו בעדינות את נחש האלומיניום שלכם על גבי השיפוד.
הדליקו בזהירות את הנר.

הסבר לניסוי:

מדוע מתחיל להסתובב הנחש כאשר מדליקים תחתיו אש? הסיבה היא האוויר. כאשר אוויר מתחמם הוא עולה למעלה, וכך למעשה נוצר זרם של אוויר מתחת לנחש שמסובב אותו כמו שבשבת בדרכו למעלה.

על אותו העיקרון פועלים כדורים פורחים, מתחת לבלון יש מבער שמחמם את האוויר שבתוך הבלון, האוויר שעולה למעלה מרים איתו את הכדור הפורח.

מדוע אוויר חם עולה למעלה ואוויר קר יורד?

כאשר אוויר מתחמם הוא מתפשט, כלומר המרחקים בין חלקיקי האוויר (מולקולות הגזים השונים באוויר) גדלים והוא הופך להיות פחות צפוף. לפי חוקי הציפה, חומר צפוף יורד למטה וחומר פחות צפוף צף מעליו. במקרה זה האוויר החם והדליל עולה וצף על פני האוויר הקר והדחוס כמו שבועת אוויר תעלה ותצוף מעל המים.

ניסוי זה מסביר גם איך נוצרת רוח. רוח היא תנועה של אוויר. והגורם המרכזי להיווצרות של רוחות הוא הפרשי לחצים באטמוספירה. הפרשי הלחצים נוצרים מהפרשי הטמפרטורה של האוויר.

הרוחות מעצבות את פני הקרקע, יוצרות גלים בים, מפיצות את זרעי הצמחים והאבקנים, משמשות להפקת אנרגיה (טורבינות רוח), מסייעות לקירור ע”י התאדות של זיעה, מסייעות לציפורים שדואות על פני הרוח וחוסכות אנרגיה, ועוד.

הפרשי טמפרטורה באוויר יווצרו כתוצאה מחוסר אחידות בעצמת הקרינה ועצמת הבליעה. למשל באזור קו המשווה כמות הקרינה גבוהה יותר מאשר בקטבים, אדמה כהה בולעת קרינה רבה יותר מחול לבן, גורמים אלה וגורמים רבים נוספים יוצרים הפרשי טמפרטורה באטמוספירה.