Номер 17, 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 17, страница 41.

Условие.

17. Может ли происходить эта теплопередача посредством конвекции?

Решение.

Ответ на этот вопрос зависит от конкретных условий, при которых происходит теплопередача, так как конвекция — перенос тепла потоками жидкости или газа — возможна не всегда. Для её возникновения необходимо соблюдение определённых условий.

Во-первых, теплопередача должна происходить в текучей среде — жидкости или газе. В твёрдых телах, где частицы не могут свободно перемещаться, тепло передаётся в основном за счёт теплопроводности. В вакууме, где нет вещества, конвекция невозможна в принципе (там тепло передаётся излучением).

Во-вторых, для возникновения естественной конвекции необходимо, чтобы нагрев среды приводил к появлению разности плотностей, на которую будет действовать сила тяжести (или иная массовая сила). Обычно при нагревании вещество расширяется, его плотность уменьшается. Если нагревать жидкость или газ снизу, то более тёплые, лёгкие слои будут всплывать, а на их место будут опускаться более холодные и плотные верхние слои. Возникают циркулирующие конвекционные потоки, которые эффективно переносят тепло вверх.

Однако если нагревать жидкость или газ сверху, то тёплый, менее плотный слой останется наверху, а холодный, более плотный — внизу. Такая конфигурация является устойчивой, и естественная конвекция не возникнет. В этом случае теплопередача будет происходить за счёт значительно менее эффективного механизма теплопроводности.

Существует также вынужденная конвекция, при которой перемешивание среды происходит под действием внешних сил (например, работа вентилятора, насоса, ветра). В этом случае направление нагрева не имеет значения, и теплопередача будет происходить, пока работает внешний механизм перемешивания.

Таким образом, данная теплопередача может происходить посредством конвекции, если выполняются соответствующие условия.

Ответ: Да, такая теплопередача может происходить посредством конвекции, если она осуществляется в жидкости или газе. Для этого необходимо либо чтобы нагрев происходил снизу (что вызывает естественную конвекцию), либо чтобы потоки вещества создавались принудительно (вынужденная конвекция). Теплопередача не может происходить посредством конвекции в твёрдых телах, в вакууме, а также в неподвижной жидкой или газообразной среде при нагреве сверху.