Номер 1, страница 45, часть 1 - гдз по физике 8 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 1. Строение и свойства вещества. Тепловые явления. Параграф 10. Конвекция. Вопросы и задания - номер 1, страница 45.

Условие.

1. Чем отличается естественная конвекция от вынужденной?

Решение.

Конвекция — это вид теплопередачи, при котором энергия переносится потоками вещества (жидкости или газа). Различают два основных вида конвекции, которые отличаются причиной возникновения движения среды.

1. Чем отличается естественная конвекция от вынужденной?

Естественная конвекция (или свободная) возникает в поле силы тяжести самопроизвольно из-за неравномерного нагрева вещества. Когда нижние слои жидкости или газа нагреваются, они расширяются, их плотность уменьшается. В результате действия выталкивающей силы Архимеда ($F_A = \rho g V$, где $\rho$ — плотность, $\text{g}$ — ускорение свободного падения, $\text{V}$ — объем), менее плотные нагретые слои поднимаются вверх. На их место опускаются более плотные холодные слои. Этот процесс создает циркуляционные потоки, которые переносят тепло. Примеры естественной конвекции: нагревание воды в чайнике, возникновение дневного бриза на берегу моря, циркуляция воздуха в комнате от батареи отопления.

Вынужденная конвекция происходит, когда движение жидкости или газа создается внешним воздействием — например, работой насоса, вентилятора, мешалки или силой ветра. В этом случае скорость потоков и, соответственно, интенсивность теплопередачи не зависят от разности температур, а определяются мощностью внешнего устройства. Вынужденная конвекция, как правило, обеспечивает гораздо более эффективный теплообмен, чем естественная. Примеры вынужденной конвекции: охлаждение процессора компьютера кулером, сушка волос феном, перемешивание горячего чая ложкой для его ускоренного остывания.

Основное отличие заключается в природе силы, вызывающей движение вещества. В случае естественной конвекции это внутренняя сила плавучести (сила Архимеда), а в случае вынужденной — внешняя механическая сила.

Ответ: Естественная конвекция вызвана внутренними силами, а именно силой Архимеда, которая возникает из-за разности плотностей нагретых и холодных слоев вещества. Вынужденная конвекция вызывается внешними механическими силами, создаваемыми, например, насосом или вентилятором, которые принудительно перемещают вещество.