Обсудить в классе, страница 49 - гдз по физике 8 класс учебник Громов, Родина

Глава 2. Изменение агрегатных состояний вещества. Параграф 11. Плавление и отвердевание кристаллических тел. Вопросы - страница 49.

Условие.

Чем можно объяснить, что во время сильных морозов в лесу трещат деревья?

Решение.

Треск деревьев во время сильных морозов объясняется физическими свойствами воды и древесины при резком понижении температуры. Этот процесс обусловлен двумя основными причинами, которые часто действуют одновременно.

1. Расширение воды при замерзании. Древесина живого дерева содержит большое количество влаги (сока). Вода обладает уникальным свойством: при переходе из жидкого состояния в твердое (лед) она расширяется, увеличиваясь в объеме примерно на 9%. Когда ударяет сильный мороз, вода в клетках и межклеточных пространствах ствола начинает замерзать. Образующийся лед оказывает огромное давление на окружающие древесные волокна изнутри.

2. Неравномерное тепловое сжатие древесины. Как и большинство твердых тел, древесина при охлаждении сжимается. Однако этот процесс происходит неравномерно. Наружные слои ствола охлаждаются и, следовательно, сжимаются гораздо быстрее, чем внутренние, сердцевинные слои, которые дольше сохраняют тепло. Из-за этой разницы в сжатии в стволе возникает сильное механическое напряжение: внешние слои как бы стягивают внутренние.

Когда суммарное напряжение, вызванное давлением льда изнутри и неравномерным сжатием самой древесины, превышает предел прочности древесных волокон, происходит их резкий разрыв. Этот разрыв сопровождается высвобождением энергии в виде звуковой волны, которую мы слышим как громкий треск или хлопок, похожий на выстрел. На стволе дерева в этом месте образуется глубокая продольная трещина, называемая морозобоиной.

Ответ: Треск деревьев в мороз вызван разрывом древесных волокон из-за сильного внутреннего напряжения. Это напряжение возникает по двум причинам: во-первых, из-за расширения замерзающей внутри ствола воды, которая давит на волокна изнутри, и, во-вторых, из-за неравномерного сжатия самой древесины, когда ее наружные слои охлаждаются и сжимаются быстрее внутренних.