Номер 727, страница 82 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

8 класс. Тепловые явления. 30. Способы изменения внутренней энергии тела. Теплопроводность. Конвекция. Излучение - номер 727, страница 82.

Решение.

Решение

Тяга в камине – это направленное движение газов, возникающее из-за разницы в плотности и давлении между горячим воздухом внутри дымохода и холодным воздухом снаружи. При горении дров в камине воздух и продукты сгорания сильно нагреваются. Согласно законам физики, при нагревании газ расширяется, его плотность уменьшается. В результате столб горячего газа в дымоходе становится легче, чем столб холодного воздуха той же высоты снаружи.

Эта разница в плотностях создает перепад давлений у основания дымохода, который и является движущей силой тяги. Величина этого перепада давления ($ \Delta P $), который также называют "эффектом тяги", прямо пропорциональна разности плотностей наружного воздуха ($ \rho_{внеш} $) и горячих газов внутри трубы ($ \rho_{внутр} $), а также высоте трубы ($ h $):

$ \Delta P = (\rho_{внеш} - \rho_{внутр}) \cdot g \cdot h $

Ключевым фактором, влияющим на силу тяги, является разница плотностей. Плотность газа, в свою очередь, обратно пропорциональна его абсолютной температуре. Температура газов в дымоходе от огня достаточно высока и примерно одинакова в любое время года. Однако температура наружного воздуха сильно меняется в зависимости от сезона.

Зимой наружный воздух очень холодный, а значит, его плотность $ \rho_{внеш} $ максимальна. Летом наружный воздух теплый, и его плотность значительно ниже. Следовательно, разница плотностей $ (\rho_{внеш} - \rho_{внутр}) $ зимой будет намного больше, чем летом. Чем больше эта разница, тем больше создаваемый перепад давлений $ \Delta P $ и тем интенсивнее поток газов, то есть сильнее тяга.

Ответ: Тяга в камине возникает из-за разницы плотностей между горячим газом в дымоходе и холодным воздухом на улице. Зимой температура наружного воздуха значительно ниже, чем летом, поэтому его плотность выше. Это создает большую разницу плотностей (и, соответственно, давлений) по сравнению с летним периодом, что и приводит к более сильной тяге.