Moln, lufttryck och temperatur
(Mycket av detta experiment är hämtat ur "Teacher's guide" från Project Atmosphere i USA)
Material:
En ren 2-liters Pet-flaska av klarplast med kapsyl, tunn böjlig termometer av akvarietyp, tejp,
pappersremsor av böjlig kartong, vatten och tändstickor.
Förberedelser:
Tejpa fast en pappersremsa under termometern så att dne bildar en cirkel. Tejpa fast en annan
remsa på sidan av denna termometer lite längre på vardera ändan. Stoppa så in den så att
termometern inte ligger an mot sidorna och så att temperaturen kan avläsas utifrån. Skruva fast
kapsylen ordentligt.
Mål med experimentet:
beskriva hur lufttemperaturen ändras då lufttrycket ändras (A)
kunna få moln att bildas och upplösas (B)
förklara hur de flesta moln bildas i atmosfären
A. Experiment som förklarar sambandet mellan lufttryck och temperatur:
Avläs temperaturen på luften i flaskan. Håll inte i flaskan mer än nödvändigt så att
flastemperaturen inte höjs från handvärmen. Placera sedan flaskan över en bordskant, sätt en
hand på vardera ändan av flaskan och tryck ned så att flaskan böjs på mitten och luften i flaskan
komprimeras. Håll kvar och observera hur temperaturen förändras. Efter ungefär en halv minut
går det attlätta på trycket. Fortsätt att observera temperaturen i åtminnstone en minut.
Frågor:
1. Vad händer med temperaturen när lufttrycket ökade?
2. När du släppte flaskan, vad hände med temperaturen då?
3. Förklara med dina egna ord förhållandet mellan ändringar i lufttryck och temperatur.
4. Lufttryket minskar med ökad höjd. Det beror på att lufttrycket i sin tur beror på vad luften
ovanför väger. Alltså, luft som stiger uppåt får minskat tryck och utvidgas därför. Tänk på vad du
svarade i fråga 2; Vad häder med luften då den stiger i atmosfären?
5. Vad händer med luftens temperatur när den rör sig nedåt i atmosfären? Förklara!
B. Experiment för att få moln
att bildas och upplösas:
Öppna flaskan och häll i lite, helst ljummet vatten i den. Skaka och vänd på flaskan för att få hela
innerytan på den blöt. Sätt på kapsylen ordentligt och låt den stå ett par minuter för att tillräckligt
med vatten ska avdunsta så att luften i flaskan blir genomfuktad.
Lägg flaskan på sidan, öppna den och tryck till den så att diametern blir ungefär hälften. Låt någon
tända en tändsticka, blås ut den och sätt den rykande
ändan i flasköppningen. Lätta snabbt på trycket så att flaskan återfår sin form. Då sugs röken in,
varpå kapsylen snabbt skruvas på. Röken tillförs luften för att vattenångan behöver partiklar att
kondensera på.
Innan experimentet fortsätter, några grundläggande kunskaper om moln:
Moln är samlingar av pyttesmå vattendroppar (molndroppar) eller is-kristaller i atmosfären i
tillräckligt stora mängder så att de syns.
Moln är synliga tecken på luftrörelser.
Moln är de atmosfäriska delarna av vattnets kretslopp, molnen producerar regn och snö som
återför vatten till jorden.
Tryck nu ihop flaskan och lätta sedan på trycket på samma sätt som i det förra experimentet.
Iaktta temperaturförändringar. Granska också noggrant om det bildas några moln.
Det syns genom att sikten genom flaskan försämras. Går det inte att upptäcka något moln
upprepas processen tills det sker.
Till dessa experiment kan sedan ytterligare ett antal frågor ställas.
6. Bildades molnet när du ökade eller minskade trycket? Bildades det när temperaturen steg eller
sjönk?
7. De flesta moln i atmosfären bildas på samma sätt som molnet i flaskan. Beskriv med dina egna
ord denna process i fria atmosfären!
8. Vad fick molnet iflaskan att upplösas?
9. Berätta med egna ord om sambandet mellan tryck och temperatur som leder till att moln bildas
och, om vi antar att det inte blir någon nederbörd, upplöses.
10. Med tanke på experimentet, vad anser du om vertikalrörelser i atmosfären där:
a) det finns moln
b) där det är klart?
11. Som regel brukar högtrycksområden i atmosfären ha klart väder och lågtrycksområden vara
molniga. Hur är vertikalrörelserna i dessa områden?
12. Titta på en satellitbild och peka på större områden där luften förmodligen stiger och där luften
troligen sjunker.
FLER MOLNEXPERIMENT
1. Molnobservationer.
För en dagbok med molntyper och väder under en vecka. Gör observationer åtminstone tre gånger
per dag, t ex morgon, lunch, kväll. Går det att koppla molntyperna med väderförhållanden? Titta
på TV-vädret och lägg märke till eventuella frontpassager. När fanns det konvektiva moln? Hur
kunde du veta det?
2. Cumulusmoln
Efter en klar solig morgon, lägg märke till hur cumulusmoln förändras under dagen. Om möjligt
försök se hur marken ser ut där molnen bildas. Ta gärna korta videosnuttar på regelbundna
tidsmellanrum, så får du en fin ²time-lapse²-film.
3. Dimma
Vid tillfällen med dimma, hur var vädret som föregick dimman? Vilka ändringar fick dimman att
försvinna? Fanns det något samband med molnexperimentet?
4. Konvektion
Titta på konvektions-rörelser som uppstår när man värmer upp vatten i en kastrull.
Vattenrörelserna blir enklare att se om man tillför peppar, teblad eller liknande.
5. Konvektion
Fyll en stor plastpåse ( t ex från kemtvätt) och fyll den med varm luft från en hårtork. Hur länge
tar det att få påsen att lyfta? Hur högt stiger den innan den sjunker ner?
