Номер 5, страница 27, часть 1 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 1. Глава 2. Основы термодинамики. Параграф 11. Виды теплообмена - номер 5, страница 27.

Условие.

5. Два одинаково горячих стальных бруска охлаждают: один – в воде, другой – на воздухе. Какой из брусков охладится быстрее? Почему?

Решение.

Брусок, охлаждаемый в воде, охладится значительно быстрее, чем брусок, охлаждаемый на воздухе. Причина заключается в различиях физических свойств воды и воздуха, которые влияют на интенсивность процесса теплопередачи от горячего тела к окружающей среде.

Охлаждение происходит за счет теплопередачи, основными механизмами которой в данном случае являются теплопроводность и конвекция.

1. Теплопроводность. Вода обладает гораздо большей теплопроводностью, чем воздух (примерно в 25 раз). Это означает, что вода намного эффективнее отводит тепло непосредственно от поверхности стального бруска при контакте с ней.

2. Теплоемкость и плотность. Удельная теплоемкость воды также значительно выше, чем у воздуха (примерно в 4 раза), а плотность — почти в 800 раз больше. Высокая теплоемкость позволяет воде поглощать большое количество теплоты, незначительно повышая при этом собственную температуру. Большая плотность и, как следствие, более интенсивная конвекция (перенос тепла потоками жидкости) приводят к тому, что нагретые слои воды быстро сменяются холодными, что поддерживает высокий темп отвода тепла от бруска.

Таким образом, из-за совокупности этих факторов (более высокая теплопроводность, теплоемкость и плотность) вода является гораздо более эффективной охлаждающей средой, чем воздух.

Ответ: Брусок, помещенный в воду, охладится быстрее.