Номер 3.3, страница 15 - гдз по физике 8 класс задачник Артеменков, Ломаченков

III. Тепловые двигатели - номер 3.3, страница 15.

Условие.

3.3 Почему одной спичкой древесную лучину зажечь можно, а крупное полено нет? Как в быту решается эта проблема при розжиге печи?

Решение.

Почему одной спичкой древесную лучину зажечь можно, а крупное полено нет?

Для того чтобы начался процесс горения, вещество необходимо нагреть до определенной температуры, называемой температурой воспламенения. Для древесины эта температура составляет примерно 250-300 °C.

Количество теплоты $\text{Q}$, необходимое для нагрева тела, зависит от его массы $\text{m}$, удельной теплоемкости $\text{c}$ и изменения температуры $\Delta T$, что выражается формулой: $Q = c \cdot m \cdot \Delta T$.

Древесная лучина имеет очень малую массу. Поэтому, чтобы нагреть её до температуры воспламенения, требуется небольшое количество теплоты. Теплоты, выделяющейся при горении одной спички, вполне достаточно для этого.

Крупное полено, наоборот, обладает большой массой. Для его нагрева до той же температуры воспламенения требуется значительно большее количество теплоты. Кроме того, полено имеет большой объем, и получаемое от спички тепло быстро распределяется по всему объему (за счет теплопроводности) и рассеивается в окружающую среду. В результате, пламя одной спички не способно передать полену достаточное количество теплоты за короткое время, чтобы какая-либо его часть достигла температуры воспламенения.

Ответ: Лучину можно зажечь одной спичкой, потому что её малая масса требует небольшого количества теплоты для нагрева до температуры воспламенения. Полено зажечь нельзя, так как его большая масса требует значительно большего количества теплоты, а тепло от спички быстро рассеивается, не успевая нагреть древесину до нужной температуры.

Как в быту решается эта проблема при розжиге печи?

В быту для розжига печи или костра используется принцип постепенного увеличения массы и размера сжигаемого материала. Процесс состоит из нескольких этапов: 1. Сначала поджигают легковоспламеняющийся материал с большой площадью поверхности и малой массой, например, бумагу, сухую траву или бересту. Этот материал (растопка) легко загорается от одной спички. 2. Горящая растопка выделяет значительно больше тепла, чем спичка. Это тепло используется для поджигания следующего слоя – тонких сухих веточек, щепок или лучин. 3. Разгоревшиеся щепки и лучины создают устойчивое и достаточно горячее пламя. В это пламя уже можно подкладывать более крупные дрова и, наконец, большие поленья.

Таким образом, создается цепная реакция, где каждый предыдущий, менее массивный, горючий материал создает достаточно тепла для воспламенения следующего, более массивного.

Ответ: Проблема решается путем поэтапного розжига: сначала поджигают легковоспламеняемую растопку (бумагу), затем от неё – мелкие щепки и лучины, и только потом, когда образуется сильное пламя, подкладывают крупные поленья.