Номер 39.33, страница 147 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 39. Виды теплопередачи. Глава 6. Тепловые явления - номер 39.33, страница 147.

39.33 [975] В промышленных холодильниках воздух охлаждается с помощью труб, по которым течёт охлаждённая жидкость. Где надо располагать эти трубы: вверху или внизу помещения?

Решение

Для ответа на этот вопрос необходимо рассмотреть физическое явление конвекции. Конвекция — это вид теплопередачи, при котором энергия переносится потоками вещества (в данном случае, воздуха). Плотность воздуха зависит от его температуры: холодный воздух плотнее и тяжелее теплого.

Рассмотрим два варианта расположения охлаждающих труб:

1. Трубы расположены вверху помещения. Воздух, находящийся в контакте с холодными трубами, охлаждается. Его плотность увеличивается, и под действием силы тяжести он опускается вниз. На его место поднимается более теплый и менее плотный воздух из нижней части помещения. Этот теплый воздух, в свою очередь, охлаждается от труб и также опускается вниз. В результате в помещении возникают естественные циркуляционные потоки (конвекция), которые эффективно и равномерно охлаждают весь объем воздуха.

2. Трубы расположены внизу помещения. Воздух, охладившись у труб, станет более плотным и тяжелым. Так как он уже находится в самой нижней части помещения, он там и останется. Теплый, менее плотный воздух будет находиться над слоем холодного воздуха, и естественного перемешивания не произойдет. В этом случае охлаждение всего объема будет происходить крайне медленно, в основном за счет теплопроводности, которая у воздуха очень мала.

Таким образом, для создания эффективной естественной конвекции и быстрого охлаждения всего помещения, охлаждающие элементы необходимо располагать в верхней части.

Ответ: Эти трубы надо располагать вверху помещения.