Номер 5, страница 34 - гдз по физике 8 класс дидактические материалы Марон, Марон

Тесты для самоконтроля. ТС-1. Виды теплопередачи. Вариант 1 - номер 5, страница 34.

Условие.

5. В какой кастрюле находящаяся в ней жидкость охладится быстрее (рис. 38)?

А. 1.

Б. 2.

В. Жидкость охладится быстрее, если положить лёд сбоку.

Рис. 38

Решение.

Решение

Для того чтобы определить, в какой кастрюле жидкость охладится быстрее, нужно рассмотреть механизм теплопередачи в каждом случае. В жидкостях основным способом переноса тепла является конвекция — перемешивание слоёв жидкости из-за разницы в плотности. При охлаждении плотность большинства жидкостей (в том числе воды, если её температура выше 4°C) увеличивается.

В первом случае (рис. 1) лёд находится под кастрюлей. Он охлаждает нижние слои жидкости. Став более плотными, эти холодные слои остаются на дне. Более тёплые и менее плотные слои остаются наверху. Такое расположение слоёв препятствует возникновению естественной конвекции (перемешивания), и тепло от верхних слоёв к холодным нижним передаётся очень медленно, в основном за счёт теплопроводности.

Во втором случае (рис. 2) лёд находится на крышке кастрюли, то есть охлаждение происходит сверху. Верхние слои жидкости охлаждаются, становятся плотнее и опускаются вниз. Их место занимают более тёплые и лёгкие слои, поднимающиеся снизу. В результате возникает интенсивная циркуляция (конвекционные потоки), которая перемешивает всю жидкость и обеспечивает быстрое и равномерное охлаждение всего её объёма.

Следовательно, процесс охлаждения будет значительно эффективнее и быстрее во второй кастрюле благодаря интенсивному конвекционному теплообмену.

Ответ: Б.