Номер 2, страница 28 - гдз по физике 8 класс учебник Громов, Родина

Глава 1. Внутренняя энергия. Параграф 5. Примеры теплопередачи в природе и технике. Вопросы - номер 2, страница 28.

Условие.

2. В результате чего возникает тяга?

Решение.

бриз — с берега в сторону моря?

Решение: Явление, при котором ветер дует с берега в сторону моря, называется ночным (или береговым) бризом. Его возникновение является классическим примером конвекции, вызванной неравномерным остыванием суши и воды. Ночью поверхность суши, имеющая меньшую теплоемкость, остывает значительно быстрее, чем водная поверхность. Вместе с сушей остывает и прилегающий к ней слой воздуха. Холодный воздух плотнее и тяжелее теплого, поэтому над берегом образуется область повышенного атмосферного давления. В то же время вода в море долго сохраняет накопленное за день тепло, и воздух над ней остается теплым, менее плотным. Соответственно, над морем формируется область пониженного давления. Под действием этой разницы давлений холодные воздушные массы с берега устремляются в сторону моря, замещая поднимающийся вверх теплый воздух. Этот процесс и называется ночным бризом.

Ответ: Бриз, дующий с берега в сторону моря, возникает из-за того, что ночью суша остывает быстрее воды, в результате чего над сушей образуется область высокого давления, а над морем — низкого. Этот перепад давлений вызывает движение воздуха от берега к морю.

2. В результате чего возникает тяга?

Решение: Тяга в печной трубе или дымоходе возникает в результате конвекции газов и действия закона Архимеда. При сгорании топлива образуются горячие газы, которые заполняют трубу. Согласно физическим законам, при нагревании плотность газа уменьшается. Таким образом, столб горячего газа в трубе становится значительно легче, чем столб окружающего холодного воздуха той же высоты. На этот более легкий столб газа со стороны более плотного холодного воздуха начинает действовать выталкивающая сила (архимедова сила), направленная вверх. Эта сила и заставляет горячие газы подниматься по трубе. Вследствие этого у основания трубы (в топке) давление становится ниже атмосферного. Возникает разность давлений $ \Delta P $, которая является движущей силой тяги. Ее величину можно оценить по формуле: $ \Delta P = (\rho_{окр} - \rho_{газа})gh $, где $ \rho_{окр} $ — плотность окружающего воздуха, $ \rho_{газа} $ — плотность горячего газа в трубе, $\text{g}$ — ускорение свободного падения, $\text{h}$ — высота трубы. Эта разность давлений обеспечивает постоянный приток свежего воздуха в топку для поддержания горения и отвод продуктов сгорания наружу.

Ответ: Тяга возникает из-за того, что горячие газы в трубе менее плотные, чем окружающий холодный воздух. В результате действия выталкивающей силы (силы Архимеда) горячий воздух устремляется вверх, создавая у основания трубы пониженное давление, которое и обеспечивает движение газов.

3. Как устроена система водяного отопления?

Решение: Система водяного отопления представляет собой замкнутый гидравлический контур, в котором циркулирует теплоноситель (обычно вода), перенося тепло от источника к потребителям. Ее работа основана на физическом явлении конвекции. Ключевые элементы системы включают:
1. Нагревательный котел: устройство для нагрева воды до необходимой температуры (за счет сжигания топлива, электроэнергии и т.д.).
2. Трубопроводы: система труб, по которым вода движется от котла к радиаторам (подающая линия) и обратно (обратная линия).
3. Радиаторы отопления: приборы, установленные в помещениях, которые передают тепло от воды воздуху в комнате за счет теплопроводности и конвекции.
4. Расширительный бак: емкость, предназначенная для компенсации теплового расширения воды при нагреве, что позволяет избежать опасного роста давления в системе.
Принцип работы системы с естественной циркуляцией заключается в следующем: в котле вода нагревается, ее плотность уменьшается. Более холодная и плотная вода из обратной линии вытесняет горячую воду вверх по подающему стояку. Далее горячая вода поступает в радиаторы, где отдает тепло и остывает. Охлажденная, более плотная вода под действием силы тяжести опускается по трубам и возвращается в котел. Так возникает непрерывное движение (циркуляция) воды. В системах с принудительной циркуляцией для создания напора и ускорения движения воды дополнительно устанавливается циркуляционный насос, что делает систему более эффективной.

Ответ: Система водяного отопления состоит из котла (нагревателя), труб, радиаторов и расширительного бака. Она работает по принципу конвекции: нагретая в котле легкая вода поднимается к радиаторам, отдает им тепло, после чего остывшая и более плотная вода возвращается в котел для повторного нагрева, обеспечивая непрерывную циркуляцию.