Номер ?3, 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. Вопросы для обсуждения - номер ?3, страница 72.

Условие.

Каким образом осуществляется поддержание тепла в ледяных хижинах эскимосов?

Решение.

Поддержание тепла в ледяных хижинах эскимосов, или иглу, является результатом сочетания уникальных теплоизоляционных свойств строительного материала (снега) и продуманных конструктивных решений, основанных на законах физики.

Теплоизоляционные свойства снега

Основным материалом для постройки иглу служит не лед, а плотно спрессованный, слежавшийся снег. Снежная масса состоит из кристалликов льда и большого количества воздуха, запертого в порах между ними. Воздух является очень плохим проводником тепла, то есть отличным теплоизолятором. Благодаря этому толстые стены из снежных блоков эффективно замедляют процесс утечки тепла изнутри наружу и защищают от проникновения холода.

Особая конструкция хижины

Иглу имеет ряд конструктивных особенностей, направленных на сохранение тепла:

• Куполообразная форма. Сфера имеет наименьшую площадь поверхности при заданном объеме. Это означает, что через стены и потолок куполообразного жилища теряется меньше тепла по сравнению с прямоугольным строением того же объема.
• Вход ниже уровня пола. Вход в иглу обычно представляет собой узкий туннель, нижняя точка которого находится ниже уровня пола в основном помещении. Этот принцип работает как "тепловая ловушка". Углекислый газ и холодный воздух, будучи плотнее и тяжелее теплого воздуха, опускаются вниз и скапливаются в туннеле, не проникая в жилую зону. Теплый воздух, выделяемый людьми и источниками огня, наоборот, поднимается вверх и остается под куполом.
• Спальные места на возвышении. Лежанки внутри иглу (нары) делаются приподнятыми над полом, чтобы люди находились в слое самого теплого воздуха.

Источники тепла и вентиляция

Источниками тепла в иглу являются тепло человеческих тел и пламя жировых ламп (кудликов), которые используются для освещения, приготовления пищи и обогрева. Тепла, выделяемого несколькими людьми и одной лампой, достаточно, чтобы поднять температуру внутри с -40°C снаружи до +5...+16°C внутри. Для обеспечения безопасности и комфорта в верхней части купола обязательно проделывается небольшое вентиляционное отверстие. Через него выходят продукты горения (угарный газ) и избыточная влага, а также поступает свежий воздух.

Процесс оплавления и герметизации

Тепло внутри иглу приводит к тому, что самый внутренний слой снежных стен начинает подтаивать. Образовавшаяся вода впитывается в толщу снежного блока, где она снова замерзает под действием наружного мороза. Этот процесс создает на внутренней поверхности стен тонкий, но прочный слой льда. Ледяная корка "цементирует" блоки между собой, делая конструкцию еще более прочной и, что важно, полностью герметичной, закрывая все щели и предотвращая сквозняки.

Ответ: Тепло в ледяных хижинах эскимосов поддерживается благодаря комплексу факторов: во-первых, использованию снега, который из-за большого содержания воздуха является прекрасным теплоизолятором; во-вторых, продуманной куполообразной форме и расположению входа ниже уровня пола, что создает "тепловую ловушку" для теплого воздуха; в-третьих, внутренним источникам тепла (тела людей, лампы); в-четвертых, процессу оплавления и последующего замерзания внутреннего слоя стен, что делает хижину герметичной и еще более прочной.