Номер 10, страница 9, часть 1 - гдз по физике 7 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 1. Глава I. Физика и физические методы изучения природы. Параграф 1. Физика — наука о природе - номер 10, страница 9.

Условие.

10. Расскажите о тепловых явлениях, происходящих на кухне.

Решение.

Кухня является настоящей лабораторией, где можно наблюдать множество тепловых явлений, лежащих в основе процессов приготовления пищи и работы бытовых приборов. Рассмотрим основные из них.

Теплопроводность

Это процесс передачи тепловой энергии от более нагретых частей тела к менее нагретым за счет теплового движения и взаимодействия частиц. На кухне это явление проявляется повсеместно. Например, когда сковорода стоит на включенной плите, ее дно нагревается, и это тепло постепенно передается по металлу к ручке и к продуктам внутри. Именно поэтому ручки у кастрюль и сковородок часто делают из материалов с плохой теплопроводностью, таких как пластик или дерево, чтобы они не обжигали руки. Металлическая ложка, оставленная в чашке с горячим чаем, быстро нагревается целиком благодаря высокой теплопроводности металла.

Ответ: Нагрев посуды на плите, передача тепла по металлической ложке в горячем супе.

Конвекция

Это вид теплопередачи, при котором энергия переносится потоками жидкости или газа. Когда мы кипятим воду в кастрюле, нижние слои, нагреваясь от дна, становятся легче (менее плотными) и поднимаются вверх, а более холодные и плотные верхние слои опускаются на их место. Возникают конвекционные потоки, которые обеспечивают равномерный прогрев всего объема воды. Аналогичный процесс происходит в духовке: нагретый воздух циркулирует, передавая тепло готовящемуся блюду. Вентилятор в конвекционных печах усиливает эти потоки для более быстрого и равномерного пропекания. Также теплый воздух от работающей плиты поднимается к потолку, создавая конвекционные потоки в помещении кухни.

Ответ: Кипение воды в чайнике, работа духовки, циркуляция теплого воздуха от плиты.

Излучение

Это перенос энергии в виде электромагнитных волн. Любое нагретое тело излучает тепло. Мы чувствуем жар от горячей конфорки или открытой духовки на расстоянии — это и есть тепловое излучение. В микроволновой печи для разогрева пищи используется электромагнитное излучение сверхвысокой частоты (СВЧ), которое заставляет молекулы воды в продуктах колебаться, что приводит к их нагреву. Гриль в духовке или тостер поджаривают хлеб с помощью инфракрасного излучения, испускаемого раскаленными нагревательными элементами.

Ответ: Работа микроволновой печи и гриля, ощущение тепла от горячей плиты на расстоянии.

Парообразование и конденсация

Парообразование – это процесс перехода вещества из жидкого состояния в газообразное. Ярчайший пример на кухне – кипение воды при температуре $100$ °C (при нормальном атмосферном давлении) для приготовления супа или макарон. При этом вода превращается в пар. Испарение – это парообразование с поверхности жидкости, которое происходит при любой температуре (например, высыхание вымытой посуды). Конденсация – обратный процесс, переход из газообразного состояния в жидкое. Когда горячий пар от кастрюли с супом соприкасается с холодной крышкой, он охлаждается и превращается в капельки воды. Также капли воды (конденсат) появляются на внешней стороне стакана с холодным напитком.

Ответ: Кипение воды в кастрюле (парообразование) и образование капель на крышке кастрюли или на холодном стакане (конденсация).

Плавление и кристаллизация

Плавление – это переход вещества из твердого состояния в жидкое при достижении температуры плавления. На кухне мы наблюдаем это, когда плавим сливочное масло на сковороде, топим шоколад для глазури или когда тает лед в напитке. Кристаллизация (или затвердевание) – обратный процесс. Когда мы ставим воду в морозильную камеру, она охлаждается и превращается в лед. Расплавленный жир на сковороде после остывания снова становится твердым.

Ответ: Плавление сливочного масла на сковороде и замерзание воды в лед в морозильнике.

Сгорание топлива

Если на кухне установлена газовая плита, то процесс горения газа является примером экзотермической химической реакции. При горении природного газа (метана) выделяется большое количество теплоты за счет превращения химической энергии топлива в тепловую. Эта теплота используется для нагрева и приготовления пищи. Количество теплоты, выделяющееся при сгорании, можно рассчитать по формуле $Q = qm$, где $\text{q}$ – удельная теплота сгорания топлива.

Ответ: Выделение тепла при горении газа в конфорке газовой плиты.