Номер 563, страница 75 - гдз по физике 10-11 класс задачник Рымкевич

563. Если в комнате достаточно тепло и влажно, то при открывании зимой форточки образуются клубы тумана, которые в комнате опускаются, а на улице поднимаются. Объяснить явление.

Решение

Данное явление объясняется различиями в температуре и плотности воздуха, а также процессом конденсации водяного пара. Процесс можно разбить на три основных этапа:

1. Образование тумана. Воздух в отапливаемой комнате зимой теплый и, как правило, содержит достаточно много водяного пара (высокая влажность). Воздух на улице, наоборот, холодный. Когда открывают форточку, происходит смешение этих двух воздушных масс. При контакте с холодным воздухом теплый и влажный воздух из комнаты резко охлаждается. Способность воздуха удерживать водяной пар напрямую зависит от его температуры: чем холоднее воздух, тем меньше пара он может в себе содержать. Когда температура влажного воздуха падает до точки росы, избыточный водяной пар конденсируется, превращаясь в мельчайшие капельки воды (или кристаллики льда, если температура ниже нуля). Совокупность этих капелек и образует видимый туман.

2. Движение тумана в комнате (опускается). Туман, который заходит в комнату из открытой форточки, представляет собой смесь холодного уличного воздуха с сконденсированным в нем паром из комнатного воздуха. Поскольку эта смесь значительно холоднее, чем окружающий воздух в комнате, она имеет большую плотность. Согласно закону Архимеда, более плотное тело (в данном случае, объем холодного воздуха) в менее плотной среде (теплый воздух комнаты) будет тонуть. Поэтому клубы тумана, проникающие в комнату, опускаются вниз.

3. Движение тумана на улице (поднимается). Туман, который выходит из комнаты на улицу, представляет собой смесь теплого комнатного воздуха с сконденсированным в нем паром. Эта смесь оказывается значительно теплее, чем окружающий холодный уличный воздух. Теплый воздух менее плотен, чем холодный. Поэтому на клуб теплого тумана в холодной уличной среде действует выталкивающая сила, превышающая его вес. В результате этот туман поднимается вверх.

Таким образом, направление движения клубов тумана определяется тем, где они находятся: в теплой среде комнаты или в холодной среде улицы, и, соответственно, их плотностью относительно окружающей среды.

Ответ: Туман образуется из-за конденсации водяного пара при смешении теплого влажного комнатного воздуха с холодным уличным. Клубы тумана, попадающие в комнату, состоят из холодного воздуха, который плотнее теплого комнатного, поэтому они опускаются. Клубы тумана, выходящие на улицу, состоят из теплого воздуха, который менее плотный, чем холодный уличный, поэтому они поднимаются.