Номер 11, страница 72, часть 1 - гдз по физике 8 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 1. Строение и свойства вещества. Тепловые явления. Параграф 17. Лабораторные и исследовательские работы. Темы исследовательских и проектных работ - номер 11, страница 72.

Условие.

• Процессы конвекции в природе.

Решение.

Конвекция — это вид теплопередачи, при котором энергия переносится потоками самого вещества (жидкости или газа). Этот процесс возникает из-за разницы температур и, как следствие, разницы плотностей в веществе под действием силы тяжести. Более нагретые, менее плотные слои поднимаются вверх, а более холодные и плотные опускаются вниз, создавая циркуляционные, или конвекционные, потоки. В природе конвекция играет ключевую роль во многих глобальных и локальных процессах.

Процессы конвекции в природе

Атмосферная конвекция (ветры, бризы, образование облаков)
Солнце неравномерно прогревает поверхность Земли. Воздух над более теплыми участками (например, сушей в дневное время) нагревается, расширяется, его плотность уменьшается, и он поднимается вверх. На его место устремляется более холодный и плотный воздух с соседних, менее нагретых участков (например, с поверхности воды). Это перемещение воздушных масс и есть ветер. Ярким примером являются бризы: днем суша нагревается быстрее воды, и прохладный морской бриз дует с моря на сушу; ночью суша остывает быстрее, и береговой бриз дует с охлажденной суши в сторону более теплого моря. Аналогичный процесс лежит в основе образования облаков: теплый влажный воздух поднимается вверх, охлаждается на высоте, и водяной пар в нем конденсируется, формируя облака.
Ответ: Конвекция в атмосфере, вызванная неравномерным нагревом земной поверхности, является основной причиной возникновения ветров, бризов и играет ключевую роль в формировании облаков и осадков.

Океанические и морские течения
Глобальные океанические течения также в значительной степени обусловлены конвекцией. Вода в экваториальных широтах получает больше солнечного тепла, становится менее плотной и перемещается у поверхности в сторону полюсов. В полярных регионах вода остывает, ее плотность увеличивается (этому также способствует рост солености при замерзании воды, так как соли остаются в жидкой фазе), и она опускается на большие глубины. Затем эта холодная, плотная вода движется по дну океана обратно к экватору. Этот процесс, называемый термохалинной циркуляцией, создает глобальный "конвейер", перераспределяющий тепло по всей планете и влияющий на климат.
Ответ: Конвекционные потоки в Мировом океане, возникающие из-за разницы температур и солености воды, формируют глобальную систему течений, которая влияет на климат Земли.

Конвекция в мантии Земли
Мантия Земли, находящаяся между горячим ядром и земной корой, представляет собой вязкое, раскаленное вещество (астеносфера), способное медленно течь. Тепло от ядра нагревает нижние слои мантии. Нагретое вещество становится менее плотным и очень медленно (со скоростью несколько сантиметров в год) поднимается к основанию литосферы. У поверхности оно остывает, становится плотнее и снова опускается к ядру. Эти гигантские конвекционные ячейки в мантии являются движущей силой тектоники литосферных плит, что приводит к дрейфу континентов, землетрясениям и вулканической активности.
Ответ: Медленные конвекционные потоки в вязкой мантии Земли вызывают движение литосферных плит, формируя рельеф планеты и являясь причиной основных геологических процессов.

Конвекция в звездах (на примере Солнца)
Внутри звезд, таких как Солнце, энергия, генерируемая в ядре в результате термоядерных реакций, переносится во внешние слои. В так называемой зоне конвекции, которая составляет внешнюю часть Солнца, перенос энергии осуществляется именно конвективными потоками. Горячая плазма из более глубоких слоев поднимается к поверхности (фотосфере), отдает свою энергию в виде излучения, остывает, становится плотнее и опускается обратно вглубь. Этот процесс создает на видимой поверхности Солнца характерную ячеистую структуру — грануляцию.
Ответ: Конвекция является основным механизмом переноса энергии во внешних слоях Солнца и других подобных звезд, что проявляется в виде грануляции на их поверхности.