热水:对流

地热科学项目

水对流科学项目

尝试这个实验,了解热弹簧的热水来自的位置。

你需要什么:

  • 4相同,清晰,宽口罐(或只是重用2个相同的罐子)
  • 热水
  • 冷水
  • 蓝色食物着色
  • 红色食用色素
  • 两片薄薄的标签板、索引卡或蜡纸
  • 一个可以弄湿的地方

你该怎么做:

1.将您的材料带到可以弄湿的地方。

2.在其中两个罐子里倒满自来水。在每个罐子里滴几滴蓝色的食用色素(足够使水明显变蓝)。再加几滴冷水,让水在边缘形成隆起。

3.另外两个罐子从水龙头里倒满热水。在每个罐子里滴几滴红色的食用色素(足够使水明显呈红色)。再加几滴热水,让水在边缘形成隆起。

4.拿一个红色的罐子,把标签板放在上面,让水把标签板封在罐子上。用一只手把标签板固定在瓶口上,迅速翻过来。水封将保持标签板粘在边缘,将防止水泄漏。

5.将倒置罐放在蓝色罐子顶部。将罐子的两个口在一起对齐,然后将罐子稳定,让其他人小心地取下标签板,尽可能保持罐子的嘴。

6.现在你应该让红色的罐子倒扣在蓝色的罐子上,都装满了各自的水。你注意到水里有什么?

7.现在,拿一块新的标签板,把它放在第二个蓝色的罐子上。用同样的方法,把第二个蓝色罐子放在第二个红色罐子的上面,确保嘴巴对齐。

8.卸下标签板,并在两个罐子中观看水。水会发生什么?

事情发生的经过:

当红色的坛子放在蓝色的坛子上时,红色的水和蓝色的水之间的区别非常清楚。但是当蓝色的罐子放在红色的罐子上时,颜色很快就混合了。这是为什么呢?

好吧,简单地说,冷水比热水“更重”。当热水被加热时,水分子开始快速移动并彼此相距移动。另一方面,冷水中的水分子在一起封装在一起。因此,在两个相等的瓶子中,更多的冷水分子可以比其罐子配合,而不是热水分子可以适合在其罐中。在科学术语中,冷水比热水更密集。因此,当热水放置在冷水下方时,在冷水下沉下来时会上升。这导致您之前看到的水混合。然而,当热水放在冷水顶部时,没有什么可以移动,因为热水已经在它想要的地方 - 在顶部。

温泉的水一般来源于冰冷的雨水或融雪。这些冷水沉入地下,直到到达一层被岩浆室加热的岩石。灼热的岩石加热水,而热水又以温泉的形式上升到地球表面。这种冷水下沉和热水上升的循环被称为对流。(空气也是如此——热空气上升,冷空气下沉。)

Fumaroles科学项目

有没有想过为什么有的喷气孔产生大量的蒸汽,而有的喷气孔产生的蒸汽很少?试试这个实验,找出其中一个原因!该实验要求成人帮助和监督。

你需要什么:

  • 媒介平底锅
  • 一次性锡饼盘
  • 锤子
  • 指甲
  • 烤箱手套
  • 炉子或热板

你该怎么做:

1.用水填充大约半满半满的平底锅,将它放在炉子上。加热它直到水蒸,但不能沸腾。

在等待水中加热时,拿馅饼锅并倒置。用锤子和钉子轻轻地放在锅中心的一个小洞。

3.将烤箱手套放在上面并将平底锅放在锅上。蒸汽做了什么?

4.仍然穿着烤箱手套,把馅饼弄开着你,以便它在你和蒸汽之间制作盾牌。切勿将潘远离您,或者逃逸的蒸汽可能会烧掉你!

5.再次转动锅,然后轻轻地将另一个孔轻轻敲入平底锅的底部,远离第一孔。

6.再次将锅放在锅上。你看到蒸汽发生了什么?

7.继续这个循环大约4或5次,在每一个新的循环中增加一个钉孔。你注意到锅里每开一个新洞,蒸汽会发生什么变化?

事情发生的经过:

在这个实验中,你正在展示巫纱如何工作。Fumarole是一种排气(孔),让地球内的蒸汽。锡盘中的孔正在模拟蒸汽的逃逸地球。当只有一个孔或尺子时,蒸汽仅有一个出口,导致它快速而有力地退出。有时,出来的一个诡计的蒸汽量过多,蒸汽会追随地球的裂缝到一个新的地方,以排出表面。这种新的阵雨的形成导致蒸汽的压力轻松放松一下,并且逃逸蒸汽从两个富马氏菌中迅速而不那么强烈地出现。存在的富马脉越多,蒸汽的压力越少。后来在这些浮雕的寿命中,由于没有足够的水和/或来自地下岩浆室的热量而导致较小的蒸汽通风口,蒸汽逸出可能会降低。

地热科学课

地热地区的成因是什么?

在黄石国家公园,新西兰和冰岛等地方,该土地被喷水间歇泉,五颜六色的温泉和冒泡泥盆覆盖。即使在冬天,这些领域也很潮流。当丰富的水源遇到强烈的热源时,地球的这些部分被称为地热区域和形式。由于地球被约70%的水覆盖,因此是至关重要的热源。

在地壳的下方是一层岩浆(热液体岩)。存在的地热区域,其中该岩浆更接近地球表面而不是在其他区域,导致这些区域具有明显更高的表面温度。例如,地壳的平均厚度厚度约为12至50英里,但在黄石国家公园,岩浆室(由一层岩石装备的岩浆)仅在地面3英里。火山是岩浆被推动如此靠近表面的主要方式之一。出于这个原因,地热区域通常存在靠近火山存在的地方,但有时没有附近火山的明显证据。在这些情况下,它可能是地壳中的孤立的热点,其中一个新的火山可能出现,或者是灭绝火山的残余物。

地热区特征

温泉、间歇泉、喷气孔和泥坑都是地热特征。当冰冷的地下水渗入地下,并被接触地下岩浆库的岩石加热时,它们就会出现。然后热水以地热的形式上升到地表。

温泉当这种加热的水形成在地球表面上的池时发生。由于这就是形成一个温泉,它是最常见的地热特征,可以在地球上的地方找到。热弹簧温度变化,可以平静,冒泡或沸腾,具体取决于它下面的岩浆室的热量。当热水行驶时,它将材料从周围的基岩上溶解,并将这种材料带到表面上。因此,温泉往往充满矿物质,人们使用这些热水池进行了几个世纪的药物。然而,并非所有温泉都可以安全地沐浴。有些人太热和/或过于酸性的方式,可能会严重伤害任何踩到它们的人。

一个喷泉是一种周期性喷发的温泉,将水柱和蒸汽喷射到空中。像温泉一样,间歇泉需要充足的水源和强烈的热源才能存在。然而,还有一个关键因素要让它们不只是一个温泉——正确的管道。与温泉不同的是,热水通过简单的路径向上到达地表,而间歇泉有一个复杂的地下隧道和水库网络,可以捕获水,并延迟其到达地表。当水被困在地下(有时低至1万英尺)时,它被加热到远高于正常沸点。然而,由于地下深处的巨大压力,水不能沸腾。过热的水上升到水面。随着温度的升高,压力越来越小,水开始沸腾,水蒸气开始逸出。这种蒸汽的释放使得一些水从间歇泉的口溢出。这减轻了水下的压力,引起了连锁反应。 As the water at the top of the plumbing system starts to boil, it expands and is shot out of the geyser. This removes the pressure on the water below it, which suddenly boils and expands, causing the lower water to also be ejected out of the mouth of the geyser. This keeps happening to all the water within the chambers until there is no longer enough water left to continue the eruption. Groundwater then starts seeping back into this underground network, starting the cycle all over again.

umaroles.基本上是蒸汽通风口,允许水蒸气和气体逸出地球表面。它们可以在火山的基地或地热领域找到,都在陆地和海洋地板上。它们比热弹簧和喷泉更热,因为任何进入富马拉的地下水都会立即变成蒸汽 - 没有液体水存在于粪便中存在。出于这个原因,它们有时被称为“干涩的间歇泉”。

在这些区域中发现的一个更独特的功能是泥盆.泥坑基本上是酸性很强的温泉,溶解了附近的岩石。这种岩石变成了黏土和二氧化硅的微粒,悬浮在水中。由于它们有时离火山很近,火山灰经常混入泥罐中的沉淀物中。热水和蒸汽从下面升起,形成气泡,当它们到达顶部时破裂。破裂的气泡将水和沉积物抛向边缘,喷出的沉积物在泥罐周围形成了一个丘,使开口看起来像一个火山口。水和沉淀物的微妙平衡是必须的,这样才能使泥壶保持泥壶的状态。水太多,就会变成温泉。水太少,就会变得干裂。大多数泥坑都经历过过度潮湿到过度干燥的循环过程,最终达到合适的水量,这取决于季节和该地区的地下水位。

颜色

色彩斑斓的温泉

这些地热特征中的许多都非常丰富多彩。这些颜色是由于水中发现的物质,颜色是这些物质是非常好的指标。如果弹簧对其有红色,很可能是由大量的铁引起的。如果它是黄色的,可能是由于硫的存在(尽管腐烂的鸡蛋的气味几乎保证它是硫)。粉红色和白人通常是由钙的存在引起的。

令人惊讶的是,并非所有颜色都是由矿物质引起的。由于许多温泉的极端热量和高酸度,很长一段时间才认为,它们中的生命形式不存在。然后发现,被称为嗜热的微生物(字面意思是“热爱”)可以在这种非常热的水中生活和实际茁壮成长。如果水是蓝色的或绿色的颜色,那么微生物,例如藻类,原生动物和细菌的微生物,呈现出很好的迹象,让他们在这里。

历史上的闪回:粉红色和白色露台

地热区域的美丽经常过度地发出与他们相关的危险。看到丰富的野生动物和植被似乎与冒泡的温泉和喷泉的高兴的间歇泉带来很多人相信这些区域是独一无二的,但却是驯服的地方。然而,在许多这些领域,有一个休眠的巨人醒来时醒来很少。一个这样的地方是在新西兰的北岛上,靠近一个名为罗托鲁瓦的城镇。

在1800年代后期,这个地热处理是许多欧洲旅行者的受欢迎的旅游目的地。就像黄石国家公园一样,该地区充满了温泉,间歇泉,泥盆和富马斯。但其主要景点是着名的粉红色和白色露台,以其令人敬畏的美丽而闻名,用作温暖的矿泉水。它们由两座山顶的温泉和喷泉形成。充满溶解的碳酸氢钠的热水将流下山丘,留下形成的碳酸钙沉淀物,形成石灰石和石灰岩露台,填充用水。水中的碳酸钙和其他矿物质着色了梯田,使它们被适当地命名为足够的白色露台和粉红色露台。

然而,1886年6月10日清晨,塔拉威拉火山爆发,喷出热泥、巨石和厚厚的火山灰,覆盖了大约5800平方英里的面积。火山爆发持续了大约四个小时,非常猛烈,完全摧毁了粉色和白色梯田。靠梯田带来的旅游业而繁荣的两个毛利人村庄(新西兰本地人)也被彻底摧毁,被火山喷发造成的巨大泥石流掩埋。剩下的就是粉色和白色露台了黑白照片

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