Номер 7, страница 58 - гдз по физике 8 класс учебник Изергин

Глава I. Тепловые явления. Качественные задачи к главе 1 - номер 7, страница 58.

Условие.

7. Почему языки пламени тянутся вверх?

Решение.

Языки пламени тянутся вверх из-за физического явления, называемого конвекцией, которое возникает в поле силы тяжести Земли. Процесс горения высвобождает большое количество тепловой энергии, которая нагревает продукты сгорания и окружающий воздух.

При нагревании газы расширяются, так как их молекулы начинают двигаться быстрее и дальше друг от друга. Увеличение объема при той же массе приводит к уменьшению плотности газа. Плотность $\rho$ связана с массой $\text{m}$ и объемом $\text{V}$ формулой $\rho = m/V$. Таким образом, горячие газы в пламени и вокруг него становятся значительно менее плотными, чем окружающий их холодный воздух.

На этот объем менее плотного горячего газа, находящегося в среде более плотного холодного воздуха, начинает действовать выталкивающая сила, известная как сила Архимеда. Эта сила направлена вертикально вверх и по величине равна весу холодного воздуха, который был бы в объеме, занимаемом горячим газом. Поскольку горячий газ легче (имеет меньший вес), чем тот же объем холодного воздуха, выталкивающая сила оказывается больше силы тяжести, действующей на сам горячий газ. Возникает результирующая сила, направленная вверх.

Под действием этой подъемной силы горячие газы устремляются вверх, создавая конвекционный поток. Этот восходящий поток и увлекает за собой зону горения, придавая пламени его характерную вытянутую вверх форму. На место поднявшегося горячего воздуха к основанию пламени поступает более холодный и богатый кислородом воздух, который поддерживает процесс горения.

Следует отметить, что в условиях невесомости (например, на космической станции), где нет силы тяжести и, соответственно, нет выталкивающей силы Архимеда, пламя имеет сферическую форму, так как горячие газы распространяются от источника равномерно во все стороны.

Ответ: Языки пламени тянутся вверх из-за конвекции. Газы, образующиеся при горении, сильно нагреваются и становятся менее плотными, чем окружающий холодный воздух. Вследствие этого на них действует выталкивающая сила (сила Архимеда), которая заставляет их подниматься вверх, увлекая за собой пламя.