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

Глава 1. Внутренняя энергия. Параграф 4. Виды теплопередачи. Вопросы - номер 8, страница 25.

Условие.

8. Как устроен теплоприёмник?

Решение.

Теплоприёмник — это прибор, предназначенный для обнаружения и демонстрации теплового излучения. Он состоит из нескольких основных частей. Главная часть — это полая, герметичная, плоская металлическая коробочка, внутри которой находится воздух. Важной особенностью этой коробочки являются её поверхности: одна из плоских сторон покрыта чёрной матовой краской (например, сажей), а другая сторона либо покрыта белой краской, либо отполирована до зеркального блеска. От коробочки отходит трубка, которая соединяет её с жидкостным манометром. Манометр, как правило, представляет собой U-образную стеклянную трубку, частично заполненную подкрашенной жидкостью.

Принцип действия теплоприёмника основан на тепловом расширении газов и на том, что тела с разным цветом поверхности по-разному поглощают тепловое излучение. Когда теплоприёмник поворачивают его чёрной стороной к источнику тепла (например, к горячей лампе), матовая чёрная поверхность эффективно поглощает тепловое излучение. В результате этого поглощения коробочка нагревается, а вместе с ней нагревается и воздух внутри. При нагревании, согласно уравнению состояния идеального газа ($PV=\nu RT$), воздух расширяется и его давление увеличивается. Это повышенное давление передаётся по трубке к манометру и заставляет жидкость в нём перемещаться: уровень в колене, соединённом с коробочкой, опускается, а в другом — поднимается. Смещение уровня жидкости указывает на интенсивность поглощённого излучения.

Если же к тому же источнику тепла повернуть теплоприёмник его светлой или блестящей стороной, то результат будет иным. Блестящая поверхность отражает большую часть падающего излучения и поглощает очень мало тепла. Поэтому воздух внутри коробочки практически не нагревается, и заметного изменения уровня жидкости в манометре не происходит. Таким образом, прибор наглядно демонстрирует, что тёмные поверхности являются лучшими поглотителями теплового излучения по сравнению со светлыми и блестящими.

Ответ: Теплоприёмник представляет собой герметичную плоскую металлическую коробку с воздухом, одна сторона которой окрашена в чёрный матовый цвет, а другая — в белый или отполирована. Коробка соединена трубкой с U-образным жидкостным манометром. Принцип его работы заключается в том, что чёрная поверхность хорошо поглощает тепловое излучение, нагревая воздух внутри коробки. Нагретый воздух расширяется и увеличивает давление, что приводит к смещению уровня жидкости в манометре. Белая (блестящая) сторона поглощает излучение значительно хуже, поэтому при её обращении к источнику тепла показания манометра почти не изменяются.