Номер 14, страница 41, часть 1 - гдз по физике 8 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 1. Глава II. Тепловые явления. Параграф 4. Внутренняя энергия. Количество теплоты. Виды теплопередачи - номер 14, страница 41.

Условие.

14. В стакан с холодной водой налили сверху горячую воду. Будет ли в стакане происходить естественная конвекция? Если нет, то что надо сделать, чтобы осуществить вынужденную конвекцию?

Решение.

Будет ли в стакане происходить естественная конвекция?

Нет, в данном случае естественная конвекция в стакане происходить не будет. Естественная конвекция возникает из-за разности плотностей слоев жидкости или газа под действием силы тяжести. Более теплые слои вещества обычно имеют меньшую плотность и поднимаются вверх, а более холодные и плотные опускаются вниз. В описанной ситуации горячую воду, которая имеет меньшую плотность, налили сверху на холодную, более плотную воду. В результате образовалась устойчивая система, где легкие слои уже находятся наверху, а тяжелые — внизу. Поэтому самопроизвольного перемешивания слоев (естественной конвекции) не произойдет. Передача тепла от верхнего горячего слоя к нижнему холодному будет осуществляться в основном за счет теплопроводности, что является значительно более медленным процессом.

Ответ: Нет, естественная конвекция происходить не будет.

Что надо сделать, чтобы осуществить вынужденную конвекцию?

Чтобы осуществить вынужденную конвекцию, необходимо принудительно перемешать слои воды. Вынужденная конвекция — это перенос тепла потоками жидкости или газа, создаваемыми внешними силами (например, насосом, мешалкой, вентилятором). В условиях стакана с водой для создания вынужденной конвекции достаточно просто перемешать воду ложкой. Это механическое воздействие заставит горячие и холодные слои воды смешаться, что приведет к быстрому выравниванию температуры во всем объеме.

Ответ: Чтобы осуществить вынужденную конвекцию, необходимо перемешать воду в стакане, например, с помощью ложки.