Номер 37, страница 45, 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 37, страница 45.

Условие.

37. Почему пламя свечи устремляется вверх?

Решение.

Пламя свечи устремляется вверх из-за физического явления, называемого конвекцией, которое возникает под действием силы тяжести.

Процесс можно объяснить пошагово:

1. В процессе горения выделяется большое количество теплоты, которая нагревает воздух и продукты сгорания (углекислый газ, водяной пар) вокруг фитиля.

2. Согласно законам физики, при нагревании газы расширяются. Расширение означает увеличение объема ($\text{V}$) при той же массе ($\text{m}$), что приводит к уменьшению их плотности, согласно формуле $\rho = m/V$. Таким образом, горячий газ вблизи пламени становится менее плотным (более "легким"), чем окружающий его холодный воздух.

3. На менее плотный горячий газ, находящийся в среде более плотного холодного воздуха, начинает действовать выталкивающая сила, известная как сила Архимеда. Эта сила направлена вертикально вверх, против силы тяжести.

4. В результате холодный, более плотный воздух опускается вниз и вытесняет горячий, менее плотный газ вверх. Создается устойчивый восходящий поток, который называется конвективным потоком. Этот поток увлекает за собой и само пламя, придавая ему вытянутую, устремленную вверх форму.

Интересно отметить, что в условиях невесомости (например, на космической станции), где сила тяжести отсутствует, конвекционные потоки не возникают. Поэтому пламя свечи там принимает форму сферы.

Ответ: Пламя свечи устремляется вверх из-за конвекции: горячие газы от пламени имеют меньшую плотность, чем окружающий холодный воздух, и под действием выталкивающей силы Архимеда они поднимаются вверх, увлекая за собой пламя.