Номер 5, страница 25 - гдз по физике 8 класс учебник Громов, Родина

Глава 1. Внутренняя энергия. Параграф 4. Виды теплопередачи. Вопросы - номер 5, страница 25.

Условие.

5. Почему жидкости и газы нагревают снизу?

Решение.

4. Что такое конвекция?
Конвекция — это один из видов теплопередачи, который характерен для жидких и газообразных сред. Он заключается в переносе тепловой энергии потоками самого вещества. Механизм конвекции основан на действии силы Архимеда и изменении плотности вещества при нагревании. Когда нижние слои жидкости или газа нагреваются от источника тепла, они расширяются, их плотность уменьшается. В результате выталкивающая сила заставляет эти более легкие слои подниматься вверх. На их место опускаются более холодные и плотные верхние слои. Этот непрерывный процесс циркуляции вещества (конвективные потоки) приводит к эффективному переносу тепла по всему объёму.

Ответ: Конвекция — это вид теплопередачи, осуществляемый путем переноса энергии потоками жидкости или газа.

5. Почему жидкости и газы нагревают снизу?
Жидкости и газы принято нагревать снизу, так как это наиболее эффективный способ их прогрева. Такой способ нагрева создает оптимальные условия для возникновения естественной конвекции. При нагревании снизу нижние слои вещества становятся теплее, их плотность уменьшается, и они устремляются вверх под действием архимедовой силы. В то же время более холодные и плотные верхние слои опускаются вниз, где они, в свою очередь, нагреваются. Возникающие конвективные потоки перемешивают всю массу жидкости или газа, обеспечивая быстрое и равномерное распределение тепла. Если нагревать жидкость или газ сверху, то верхний, уже нагретый и менее плотный слой, так и останется наверху, а конвекция не возникнет. Передача тепла вглубь будет происходить в основном за счет теплопроводности, что является значительно более медленным процессом для большинства жидкостей и газов.

Ответ: Нагрев снизу вызывает естественную конвекцию, которая быстро и равномерно распределяет тепло по всему объёму жидкости или газа.

6. Почему конвекция невозможна в твёрдых телах?
Конвекция как процесс переноса тепла принципиально невозможна в твёрдых телах. Суть конвекции заключается в перемещении макроскопических объёмов (потоков) вещества, что характерно только для текучих сред — жидкостей и газов, где частицы (молекулы или атомы) могут свободно перемещаться. В твёрдых телах, особенно в кристаллических, атомы или ионы жёстко зафиксированы в узлах кристаллической решётки и могут совершать лишь небольшие колебания около своего положения равновесия. Они не могут свободно перемещаться по объёму тела и создавать потоки. Следовательно, механизм переноса тепла за счёт движения самого вещества в твёрдых телах отсутствует. Передача тепла в них осуществляется в основном за счёт теплопроводности — передачи энергии колебательного движения от одних частиц к другим.

Ответ: Конвекция невозможна в твёрдых телах, потому что их частицы жёстко связаны и не могут свободно перемещаться, чтобы создавать потоки вещества.