«Этот процесс называется тепловым расширением — концепцию, которую традиционно было очень трудно продемонстрировать в учебной лаборатории, потому что один литр воды расширяется только на 0,2 мл на градус Цельсия», — сказал д-р Хьюз из Школы естественных наук и инженерии QUT. Химия, физика и машиностроение. «В этом новом эксперименте используется стеклянный шарик, погруженный в стакан с водой, при этом шарик подвешен на леске и скрепках с подвесных электронных весов».
Вес шарика увеличивается по мере нагревания воды, поскольку вода теряет плавучесть при расширении и его плотность уменьшается ».Принцип Архимеда описывает, как вес объекта, погруженного в воду, уменьшается на величину, равную весу вытесненной воды.
Доктор Хьюз сказал, что этот закон плавучести означает, что плавучесть объекта изменяется при изменении плотности воды. Например, если бы корабль плыл из Арктики в тропики, он бы плавал ниже, потому что теплая вода менее плотная, чем холодная, — сказал он. меньший масштаб. «Мои студенты-первокурсники-физики считают эксперимент довольно простым, потому что объем мрамора может быть точно измерен инструктором до начала эксперимента, и студенты могут считывать все другие измерения, которые им нужны, непосредственно с цифровых инструментов и без особой осторожности чтобы измерить громкость ». Конечно, эксперимент не является надежным — есть несколько потенциальных источников ошибок, и учащиеся должны проводить эксперимент осторожно, чтобы получить хорошие результаты.
Но тот факт, что есть источники ошибок, дает прекрасную возможность для обсуждения со студентами. «Что мне действительно нравится в этом эксперименте, так это то, что он побуждает студентов заниматься физикой изменения климата, потому что они могут использовать ключевые уравнения в эксперименте для оценки повышения уровня моря для 2-процентного повышения глобальной средней температуры — 0,37 мм. за каждый метр глубины морской воды ».Доктор Хьюз сказал, что есть две основные причины повышения уровня моря — тепловое расширение и таяние льда на суше. "Тепловое расширение является причиной большей части повышения уровня моря в прошлом веке, но в будущем все большее количество повышений уровня будет связано с таянием ледяных щитов Гренландии и Антарктики, а также таянием ледников по всему миру, особенно в Гималаях. ," он сказал. Ученые ранее подтвердили, что средний уровень моря поднялся на 200 мм, а средняя температура океана увеличилась на 0,85 ° C в период с 1880 по 2010 год. «Интересно применить этот эксперимент к установленному повышению 1880-2010 годов», — сказал он. «Одно из ключевых уравнений, использованных в этом эксперименте, подразумевает, что большая часть теплового расширения произошла в верхних 25 процентах океанов».
Хотя повышение уровня моря является глобальным явлением и затронет все прибрежные города, некоторые места более опасны. уязвим, чем другие. «Например, уровень моря на североамериканском атлантическом побережье к северу от мыса Хаттерас поднимается в три-четыре раза быстрее, чем в среднем в мире, что объясняется уменьшением силы Атлантического меридионального опрокидывающего течения».