Номер 707, страница 81 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

8 класс. Тепловые явления. 30. Способы изменения внутренней энергии тела. Теплопроводность. Конвекция. Излучение - номер 707, страница 81.

Решение.

Решение

Да, вода будет охлаждаться. Этот процесс можно объяснить на основе явлений теплопроводности и конвекции.

1. Металлический сосуд обладает высокой теплопроводностью. Лед внутри сосуда имеет температуру $0^\circ C$ (или ниже). Поэтому дно сосуда, находящегося на поверхности воды, будет иметь низкую температуру, близкую к температуре льда.

2. Вода при комнатной температуре (например, $20^\circ C$) теплее, чем дно сосуда. В соответствии со вторым началом термодинамики, теплота будет передаваться от более нагретого тела (воды) к менее нагретому (сосуду со льдом). Этот процесс теплопередачи происходит через непосредственный контакт верхнего слоя воды с дном сосуда.

3. В результате теплообмена верхний слой воды охлаждается. Плотность воды зависит от температуры. При охлаждении от комнатной температуры до $4^\circ C$ плотность воды увеличивается. Поэтому более холодная и, следовательно, более плотная вода с поверхности начнет опускаться вниз.

4. На место опустившейся холодной воды поднимутся более теплые и менее плотные слои воды снизу. Они, в свою очередь, охладятся от сосуда со льдом и тоже опустятся. Этот процесс перемешивания слоев жидкости под действием разности температур и плотностей называется конвекцией.

Благодаря конвекционным потокам, охлаждение будет распространяться по всему объему воды, а не только на ее поверхности. Таким образом, вся вода в сосуде постепенно охладится.

Ответ: Да, вода будет охлаждаться за счет теплообмена с холодным сосудом и последующей конвекции.