Номер 3.16, страница 10 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 3. Молекулы и атомы. Движение молекул. Глава 1. Начальные сведения о физических понятиях - номер 3.16, страница 10.

3.16 [60] Почему дым от костра по мере его подъёма перестаёт быть видимым даже в безветренную погоду?

3.16 [60]

Явление, при котором дым от костра становится невидимым по мере подъёма даже в безветренную погоду, объясняется совокупностью нескольких физических процессов.

Во-первых, важно понимать, что представляет собой дым. Это аэрозоль — система, состоящая из мельчайших твёрдых частиц (сажа, зола) и капель несгоревших смол, взвешенных в горячих газообразных продуктах горения. Мы видим дым благодаря тому, что эти частицы эффективно рассеивают и поглощают падающий на них свет.

Дым поднимается вверх, потому что он горячий. Горячие газы имеют меньшую плотность, чем окружающий их холодный воздух. В соответствии с законом Архимеда, на столб горячего, менее плотного дыма действует выталкивающая сила со стороны более плотного холодного воздуха, которая и заставляет его подниматься.

По мере подъёма дым взаимодействует с окружающей атмосферой. Происходит его интенсивное перемешивание с воздухом, что приводит к двум главным последствиям:

1. Охлаждение. Дым отдает тепло холодному воздуху, его температура падает, а плотность растет. Когда плотность дыма сравнивается с плотностью воздуха на данной высоте, выталкивающая сила исчезает, и активный подъём прекращается.

2. Рассеивание (диффузия). Это ключевой процесс для ответа на вопрос. Частицы дыма распределяются во всё большем и большем объёме воздуха. В результате их концентрация (количество частиц в единице объёма) стремительно уменьшается. Когда концентрация становится ниже определённого порога, количество света, рассеиваемого этими частицами, становится настолько малым, что человеческий глаз уже не в состоянии отличить эту область пространства от чистого воздуха. Дым становится невидимым, фактически "растворяясь" в атмосфере.

Ответ: Дым перестаёт быть видимым, так как по мере подъёма он охлаждается и смешивается с огромным объёмом окружающего воздуха. Из-за этого процесса (диффузии) концентрация составляющих его видимых частиц (сажи, золы) падает настолько, что они перестают заметно рассеивать свет.