Номер 5, страница 58 - гдз по физике 8 класс учебник Изергин

Глава I. Тепловые явления. Качественные задачи к главе 1 - номер 5, страница 58.

Условие.

5. Будет ли гореть свеча в кабине космического корабля?

Решение.

Свеча в кабине космического корабля, находящегося в состоянии невесомости (свободного падения), зажжется, но будет гореть очень недолго и затем погаснет. Это связано с отсутствием естественной конвекции, которая на Земле играет ключевую роль в процессе горения.

Горение на Земле: На Земле пламя свечи нагревает окружающий воздух и продукты сгорания (углекислый газ, водяной пар). Согласно закону Архимеда, на нагретые, менее плотные газы действует выталкивающая сила со стороны более холодного и плотного окружающего воздуха. В результате горячие газы поднимаются вверх, а на их место снизу и с боков поступает свежий, богатый кислородом воздух. Этот непрерывный процесс, называемый естественной конвекцией, обеспечивает постоянный приток окислителя (кислорода) к пламени и отвод продуктов сгорания. Именно этот восходящий поток придает пламени его характерную вытянутую, каплевидную форму.

Горение в невесомости: В условиях невесомости на борту космического корабля сила тяжести практически отсутствует, поэтому выталкивающая сила не возникает. Естественная конвекция не происходит. Когда свечу зажигают, пламя потребляет кислород в непосредственной близости от фитиля. Образовавшиеся продукты сгорания, будучи горячими, не поднимаются вверх, а скапливаются вокруг пламени, образуя сферическое облако. Это облако углекислого газа блокирует доступ свежего кислорода к фитилю. Как только кислород вблизи пламени заканчивается, горение прекращается.

Эксперименты, проведенные в космосе, показывают, что пламя в невесомости, пока горит, имеет слабую, почти невидимую, сферическую форму и голубоватый цвет. Это связано с тем, что горение происходит при более низкой температуре и с меньшим образованием сажи, которая в земных условиях раскаляется и дает желто-оранжевое свечение.

Стоит отметить, что если в кабине корабля создать принудительную вентиляцию (направленный поток воздуха), то горение будет поддерживаться, так как воздушный поток будет выполнять ту же функцию, что и конвекция на Земле: доставлять кислород и уносить продукты сгорания.

Ответ: Свеча в кабине космического корабля зажжется, но из-за отсутствия конвекции в условиях невесомости почти сразу погаснет, так как продукты сгорания не будут отводиться от пламени и перекроют доступ кислорода.