Lampa Lava

W lampie z cieczą znajdują się kolorowe błyskotki, które wędrują z dołu do góry lampy, a potem opadają na dno. Oświetlone światłem żarówki znajdującej się w podstawie lampy mienią się różnymi kolorami.


Za ruch błyskotek w lampie odpowiedzialne jest zjawisko konwekcji, czyli unoszenia energii cieplnej przez masy cieczy lub gazu. W tym przypadku, ogrzewanie od dołu cieczy w lampie powoduje zmniejszenie jej gęstości, co prowadzi do jej unoszenia.

Zjawisko konwekcji ma bardzo duże znaczenie w wielu dziedzinach nauki i techniki, takich jak fizyka atmosfery i morza. Na równiku w ciągu kilku godzin w upalny dzień może dojść do burzy z piorunami właśnie przez wymianę powietrza za pomocą konwekcji. A nawet na wyższych szerokościach geograficznych w upalny wiosenny dzień rosną prześliczne cumulusy, białe obłoki, jak wielkie kłosy bitej śmietany. Rosną w górę unoszone prądami konwekcyjnymi, aż dojdą do wysokości paru kilometrów, gdzie powietrze jest chłodniejsze - i tam się załamują.

W lampach z kulami olejowymi, te ostatnie nagrzewają się na dole w efekcie czego zmieniają swoją gęstość i unoszą się do góry wskutek zwiększonej siły wyporu, a u góry, w zetknięciu z górną i zimniejszą ścianką oddają swoje ciepło w efekcie czego gęstość ich maleje i zaczynają opadać.


Gęstość tych kul i cieczy otaczającej je jest tak dobrana by te gęstości były sobie równe lub "prawie" równe. Ponieważ w tym przypadku mamy do czynienia z nie mieszającymi się cieczami, zachodzi kilka konkurujących procesów:

1) Ciecze są różne, a więc ich współczynniki rozszerzalności objętościowej są nieco różne, co daje większe zmiany gęstości dla cieczy, która ma większy współczynnik rozszerzalności objętościowej. Ciecz ta niejako próbuje "unieść" za sobą siłami lepkości ciecz o mniejszym współczynniku rozszerzalności.

2) Ciepła właściwe cieczy nie mieszających się mogą się różnić, co uwidoczni się w tym, że jedna ciecz się szybciej nagrzewa, inna wolniej. Woda, która posiada ciepło właściwe o wartości 4200 J/kg·K będzie nagrzewać się wolniej niż na przykład terpentyna, która posiada ciepło właściwe równe 1800 J/kg·K.