Номер 2.8, страница 8 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Тепловые явления. 2. Виды теплопередачи - номер 2.8, страница 8.

Условие.

2.8. Почему батареи отопления не располагают у потолка?

Решение.

Решение

Батареи отопления обогревают помещение в основном за счет явления, называемого конвекцией. Конвекция — это вид теплопередачи, при котором энергия переносится потоками самого вещества (в данном случае — воздуха).

Процесс работает следующим образом:

1. Воздух, находящийся рядом с горячей батареей, нагревается.
2. При нагревании любое вещество, включая воздух, расширяется. Его плотность уменьшается, и он становится легче.
3. Согласно закону Архимеда, более легкий теплый воздух выталкивается вверх более плотным и тяжелым холодным воздухом.
4. Холодный воздух, который плотнее и тяжелее, опускается вниз и занимает место поднявшегося теплого воздуха, попадая к батарее.
5. Процесс повторяется: холодный воздух нагревается, становится легче и поднимается.

Таким образом, в помещении возникают непрерывные циркулирующие потоки воздуха (конвекционные потоки): теплый воздух поднимается от батареи к потолку, там остывает, опускается у противоположной стены и возвращается к батарее по полу. Эта циркуляция обеспечивает равномерный прогрев всего объема комнаты.

Если же разместить батарею у потолка, то нагретый ею воздух, будучи самым легким, так и останется наверху. Холодный и плотный воздух будет скапливаться внизу, у пола. Естественная циркуляция воздуха не сможет возникнуть, и эффективного перемешивания воздушных масс не произойдет. В результате такого расположения потолок будет очень горячим, а пол — холодным, и в целом комната не прогреется.

Ответ: Батареи отопления не располагают у потолка, потому что это делает невозможной естественную конвекцию воздуха. Теплый воздух легче холодного и стремится вверх. Если источник тепла будет находиться наверху, теплый воздух там и останется, а холодный, более тяжелый, будет скапливаться внизу. В результате комната не будет прогреваться равномерно. Для эффективного обогрева источник тепла должен находиться внизу, чтобы нагревать холодный воздух и создавать циркуляционные потоки.