Номер 43, страница 46, 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 43, страница 46.

Условие.

43. Куда надо поместить лёд, чтобы быстрее остудить компот в кастрюле: на крышку кастрюли или под её дно? Обоснуйте свой ответ.

Решение.

Решение

Чтобы быстрее остудить компот, лёд следует поместить на крышку кастрюли. Это объясняется физическим явлением конвекции, которое является основным механизмом теплопередачи в жидкостях.

Конвекция — это перенос тепла потоками самого вещества. Плотность жидкости зависит от её температуры: при охлаждении плотность жидкости увеличивается, и она становится тяжелее, а при нагревании, наоборот, плотность уменьшается, и жидкость становится легче. Эта разница в плотности заставляет слои жидкости перемещаться: холодные опускаются вниз, а тёплые поднимаются вверх, создавая циркуляцию.

Рассмотрим два варианта расположения льда:

На крышку кастрюли

Когда лёд находится на крышке, он охлаждает верхний слой компота. Этот охлаждённый слой становится плотнее и опускается на дно кастрюли. На его место снизу поднимаются более тёплые и менее плотные слои. В результате в кастрюле возникают интенсивные конвекционные потоки, которые эффективно перемешивают всю жидкость, обеспечивая быстрое и равномерное охлаждение всего объёма компота.

Под её дно

Если лёд поместить под дно, то охлаждаться будет нижний слой компота. Он станет более плотным и тяжёлым, но поскольку он и так уже находится на дне, он там и останется. Тёплые, менее плотные слои останутся наверху. Естественная циркуляция (конвекция) будет подавлена. Передача холода вверх будет происходить в основном за счёт теплопроводности, которая для жидкостей является значительно более медленным процессом, чем конвекция. В результате компот будет остывать очень долго.

Таким образом, для наиболее эффективного охлаждения необходимо создавать условия для возникновения конвекционных потоков, то есть охлаждать жидкость сверху.

Ответ: Лёд надо поместить на крышку кастрюли.