Номер 14, страница 8 - гдз по физике 8 класс дидактические материалы Марон, Марон

Тренировочные задания. Тепловые явления. ТЗ-З. Виды теплопередачи - номер 14, страница 8.

Условие.

14. a) Почему радиаторы водяного или парового отопления ставят чаще всего внизу комнаты?

б) Объясните, каким образом охлаждается воздух в комнате зимой при открытой форточке.

Решение.

а) Почему радиаторы водяного или парового отопления ставят чаще всего внизу комнаты?

Радиаторы отопления устанавливают внизу комнаты для обеспечения наиболее эффективного обогрева всего помещения за счет явления естественной конвекции. Воздух, находящийся в непосредственной близости от радиатора, нагревается от его горячей поверхности. При нагревании воздух расширяется, его плотность уменьшается, и он становится легче по сравнению с окружающим холодным воздухом. Под действием выталкивающей силы (силы Архимеда) теплый, менее плотный воздух поднимается к потолку. В это же время более холодный и плотный воздух из верхней части комнаты опускается вниз, занимая освободившееся место у радиатора. Он, в свою очередь, нагревается и также поднимается вверх. Этот непрерывный процесс создает циркуляцию воздуха в помещении, называемую конвекционными потоками, что приводит к постепенному и равномерному прогреву всего объема комнаты. Если бы радиаторы располагались вверху, то нагретый воздух оставался бы под потолком, а холодный воздух скапливался бы у пола, и эффективного перемешивания не происходило бы.

Ответ: Радиаторы ставят внизу для создания конвекционных потоков, которые обеспечивают циркуляцию и равномерное прогревание воздуха во всем объеме комнаты.

б) Объясните, каким образом охлаждается воздух в комнате зимой при открытой форточке.

Охлаждение воздуха в комнате при открытой форточке (обычно расположенной в верхней части окна) зимой также объясняется явлением конвекции. Наружный зимний воздух имеет более низкую температуру, чем воздух в комнате, и, как следствие, большую плотность. Когда форточка открывается, холодный и плотный воздух с улицы проникает в помещение. Будучи тяжелее теплого комнатного воздуха, он начинает опускаться вниз, к полу. Опускаясь, холодный воздух вытесняет более легкий теплый воздух, который находится в нижней и средней части комнаты. Этот вытесненный теплый воздух поднимается к потолку и затем выходит наружу через ту же форточку. В результате устанавливается циркуляция: холодный воздух непрерывно поступает внутрь и опускается, а теплый вытесняется наружу. Этот процесс приводит к постепенному понижению средней температуры в комнате.

Ответ: Холодный и более плотный воздух с улицы через форточку поступает в комнату и опускается вниз, вытесняя теплый, менее плотный воздух вверх и наружу, что приводит к охлаждению помещения за счет конвекции.