1. ДЗ
  2. 8 клас
  3. Фізика
  4. Бар’яхтар 2021 рік

Вправа 6

1. Чому язики полум’я підіймаються?

Язики полум’я — це потоки гарячого повітря, їх густина менша, ніж холодного повітря, тому вони піднімаються (явище конвекції).

 

2. Чому влітку вода в річці на глибині холодніша, ніж на поверхні?

Теплообмін у воді відбувається завдяки конвекції. Густина верхніх, нагрітих шарів рідини менша, ніж холодних, тому вони залишаються на поверхні.

 

3. Де краще розмістити посудину з водою, щоб швидше її нагріти: над нагрівником, під нагрівником чи збоку від нього? Де краще розмістити балон із водою, щоб швидше охолодити в ньому воду за допомогою льоду: на льоду, під льодом чи поряд із ним? Відповіді аргументуйте.

Щоб швидше нагріти посудину з водою, її слід розмістити над нагрівником. Завдяки явищу конвекції нагріті шари рідини будуть підніматися, холодні — опускатися. Для охолодження води в балоні, лід слід покласти зверху, охолоджені шари рідини будуть опускатися.

 

4. Чому не падають хмари? 

Хмари не падають завдяки конвекційним потокам повітря, нагрітим біля поверхні землі.

Чому град зазвичай випадає влітку, спекотного дня?

Якщо день дуже жаркий, то повітря сильно нагрівається і піднімається разом з водяною парою з великою швидкістю вгору, досягаючи при цьому висоти у декілька кілометрів. Але оскільки температура на такій висоті досить низька, то водяна пара конденсується, утворюючи крапельки води. В силу взаємного тяжіння молекул крапельки збільшуються в розмірах, утворюється крижинка, на якій продовжують замерзати крапельки води. Коли маса крижинки стає досить великою, її вже не утримують потоки повітря і крижинки падають вниз.

 

5. Скористайтеся додатковими джерелами інформації та дізнайтеся, як застосовують явище конвекції в техніці. Підготуйте коротку презентацію.

З усіх трьох різновидів теплопередачі конвекція дає найбільшу ефективність, тому там, де можливо, треба використовувати саме конвекцію. Але це не завжди можливо. Наприклад, в електроніці зараз використовують настільки щільне розташування плат, що теплоносій проникає туди насилу. Тому доводиться тепло від електронних чіпів відводити теплопровідністю. Це приклад використання теплопровідності в техніці. А використання її в побуті — це звичайний нагрів дна каструлі на плиті газом. Газ гріє дно каструлі, а тепло передається через стінку дна шляхом теплопровідності. Далі тепло від дна каструлі надходить у воду і поширюється по всьому об'єму води шляхом конвекції. Якщо ж розглядати застосування конвекції в техніці, тоді це практично всі теплообмінники на всіх підприємствах, заводах і електростанціях. Що стосується випромінювання, то я знаю лише одне використання випромінювання у побуті — це променевий нагрів приміщення спеціальними інфрачервоними радіаторами. Справа в тому, що конвекція від гарячих батарей гріє спочатку повітря, а вже через повітря це тепло надходить людині. А випромінювання вільно проходить через повітря і поглинається відразу людським тілом. Тому, використовуючи променевий нагрів, можна зігріватися навіть в досить холодному приміщенні. У техніці ж теплове випромінювання використовується в основному в космічних апаратах. Там, у космосі відсутнє середовище, якому ми могли б передати надлишкове тепло від енергоджерела апарату. Тому доводиться скидати надлишкове тепло випромінюванням.

6. У рідинному манометрі, ліве коліно якого відкрите в атмосферу, міститься вода (рис. 1). Який тиск більший — атмосферний чи тиск у балоні? На скільки відрізняється тиск у балоні від атмосферного?

Дано:

Розв'язання:

ρ = 1000 кг/м3
△h = 20 см = 0,2 м

Різниця висот води у стовпчиках свідчить, що атмосферний тиск менший, ніж у посудині.

Розрахуємо цю різницю тиску за формулою △p = ρg△h.

[△p] =  кг · Н · м  =  Н  = Па;
м3 · кг м2

△p — ?

△p = 1000 · 9,8 · 0,2 = 2000 (Па) = 2 кПа.

Відповідь: тиск у посудині більше на 2 кПа.

Повідомити про помилку