Номер 4, страница 28 - гдз по физике 8 класс учебник Громов, Родина

Глава 1. Внутренняя энергия. Параграф 5. Примеры теплопередачи в природе и технике. Вопросы - номер 4, страница 28.

Условие.

4. Расскажите об устройстве термоса. За счёт чего в нём удаётся уменьшить теплопередачу? Почему пища в термосе всё-таки охлаждается?

Решение.

3. Система водяного отопления представляет собой замкнутую систему, предназначенную для обогрева помещений. Её работа основана на циркуляции теплоносителя, в качестве которого обычно выступает вода. Основными элементами системы являются:

1. Котёл — устройство, в котором происходит нагрев воды. Котлы могут быть газовыми, электрическими, твердотопливными и т.д.

2. Трубопроводы — система труб, по которым горячая вода от котла поступает к отопительным приборам (подающая магистраль), а остывшая вода возвращается обратно к котлу (обратная магистраль).

3. Отопительные приборы — чаще всего это радиаторы или конвекторы. Проходя через них, горячая вода отдает тепло в окружающее пространство, нагревая воздух в помещении.

4. Расширительный бак — ёмкость, которая компенсирует тепловое расширение воды при нагревании, поддерживая стабильное давление в системе и предотвращая её повреждение.

5. Циркуляционный насос — в системах с принудительной циркуляцией он обеспечивает постоянное движение воды по трубам. В системах с естественной циркуляцией вода движется за счёт конвекции: горячая, менее плотная вода поднимается вверх, а холодная, более плотная, опускается вниз.

Принцип действия: котёл нагревает воду, которая затем с помощью насоса или естественным путем по подающим трубам направляется к радиаторам. Радиаторы отдают тепло помещению. Остывшая вода по обратным трубам возвращается в котёл для повторного нагрева, замыкая цикл.

Ответ: Система водяного отопления — это замкнутый контур, состоящий из котла для нагрева воды, труб для её транспортировки и радиаторов для отдачи тепла в помещения. Горячая вода циркулирует по системе, нагревая комнаты, а затем, остыв, возвращается в котел для нового нагрева.

4. Термос (или сосуд Дьюара) — это ёмкость, предназначенная для длительного сохранения температуры помещенных в неё продуктов. Его конструкция направлена на максимальное уменьшение теплообмена с окружающей средой.

Устройство термоса:

Он состоит из внешней колбы (корпуса) и внутренней колбы, в которую наливают жидкость. Внутренняя колба обычно изготавливается из стекла или нержавеющей стали. Главной особенностью является то, что между стенками внешней и внутренней колб откачан воздух, то есть создан вакуум. Поверхности колб, обращенные друг к другу (в вакуумное пространство), делают зеркальными (посеребренными). Сверху термос герметично закрывается пробкой или крышкой из материала с низкой теплопроводностью (например, пробки или пластика).

За счёт чего удаётся уменьшить теплопередачу:

Теплопередача может осуществляться тремя способами: теплопроводностью, конвекцией и излучением. Конструкция термоса препятствует всем трём:

1. Теплопроводность и конвекция: Вакуум между стенками колб является очень плохим проводником тепла, так как в нём практически нет частиц (молекул воздуха), которые могли бы переносить энергию. Это почти полностью исключает передачу тепла через стенки сосуда путем теплопроводности и конвекции.

2. Излучение: Любое нагретое тело излучает тепло в виде электромагнитных волн. Зеркальные (посеребренные) поверхности внутренней колбы отражают тепловое излучение обратно к горячей жидкости (или от холодной жидкости, если в термосе что-то холодное), не давая ему уходить наружу.

Почему пища в термосе всё-таки охлаждается:

Идеальную теплоизоляцию создать невозможно. Несмотря на продуманную конструкцию, в термосе всё равно происходят небольшие теплопотери:

• Невозможно создать абсолютный вакуум, некоторое количество молекул газа остаётся между стенками и осуществляет медленную теплопередачу.

• Тепло уходит через пробку (крышку) термоса путем теплопроводности, так как она, хоть и сделана из плохо проводящего тепло материала, но не является идеальным изолятором. Это основной путь теплопотерь.

• Существует теплопроводность в местах крепления внутренней колбы к внешней.

• Зеркальные поверхности не отражают 100% излучения, часть его всё же поглощается и излучается стенками.

Из-за этих несовершенств со временем температура содержимого термоса постепенно сравнивается с температурой окружающей среды.

Ответ: В термосе теплопередача уменьшается за счёт вакуума между стенками (предотвращает теплопроводность и конвекцию) и зеркальных поверхностей (отражают тепловое излучение). Пища всё-таки охлаждается из-за неидеальности изоляции: остаточных теплопотерь через пробку, неполный вакуум и точки крепления колбы.