Номер 39.34, страница 147 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 39. Виды теплопередачи. Глава 6. Тепловые явления - номер 39.34, страница 147.

39.34 [976] Сильная струя воздуха, которая идёт на вас от настольного вентилятора, создаёт прохладу. Можно ли этой струёй сохранить мороженое в твёрдом виде?

Ощущение прохлады от вентилятора у человека и его воздействие на мороженое — это два разных физических процесса, хотя в обоих случаях действует один и тот же поток воздуха.

Почему человек чувствует прохладу?

Человек чувствует прохладу по двум причинам. Во-первых, струя воздуха ускоряет испарение пота с поверхности кожи. Процесс испарения требует энергии (скрытой теплоты парообразования), которая забирается от тела, вызывая его охлаждение. Во-вторых, температура тела человека (около $36.6^\circ C$) выше температуры воздуха в комнате. Тело нагревает прилегающий к нему тонкий слой воздуха. Вентилятор постоянно сдувает этот нагретый слой, заменяя его более прохладным комнатным воздухом, что усиливает конвективную теплоотдачу от тела в окружающую среду.

Что произойдёт с мороженым?

Температура мороженого, чтобы оно оставалось твёрдым, должна быть около $0^\circ C$ или ниже. Это значительно холоднее, чем воздух в комнате (например, $20-25^\circ C$). Вентилятор направляет на мороженое поток воздуха, который является для него тёплым.

Основным процессом в данном случае будет конвективный теплообмен. Сильная струя воздуха значительно увеличит скорость передачи тепла от тёплого воздуха к холодному мороженому. В результате мороженое будет нагреваться и таять гораздо быстрее, чем если бы оно просто стояло в спокойном воздухе. Небольшой охлаждающий эффект от испарения влаги с поверхности мороженого будет пренебрежимо мал по сравнению с интенсивным нагревом от потока тёплого воздуха.

Таким образом, вентилятор, создающий комфорт для человека, окажет противоположное действие на мороженое — он ускорит его таяние.

Ответ: Нет, нельзя. Поток воздуха от вентилятора имеет комнатную температуру, которая выше температуры плавления мороженого. Этот поток усилит теплообмен между воздухом и мороженым, что приведёт к его более быстрому таянию.