Номер 2, страница 11 - гдз по физике 8 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 1. Тепловые явления. Самостоятельные работы. СР-8. Конвекция. Вариант 1 - номер 2, страница 11.

Условие.

2. В каком месте надо нагреть пробирку с водой, чтобы вся вода быстрее закипела, — в середине или у дна? Ответ поясните.

Решение.

Чтобы вся вода в пробирке закипела быстрее, её необходимо нагревать у дна. Это объясняется явлением конвекции.

Конвекция — это вид теплопередачи, при котором энергия переносится потоками самого вещества (жидкости или газа). Когда мы нагреваем пробирку снизу, нижние слои воды становятся горячее, их плотность уменьшается, и они начинают подниматься вверх. На их место опускаются более холодные и плотные верхние слои воды, которые, в свою очередь, нагреваются и тоже поднимаются. Этот непрерывный процесс перемешивания, называемый конвекционными потоками, обеспечивает быстрый и равномерный прогрев всего объёма воды.

Если же нагревать пробирку в середине, то нагретая вода, как менее плотная, поднимется к поверхности. Холодная вода, обладающая большей плотностью, останется на дне. Поскольку вода является плохим проводником тепла (обладает низкой теплопроводностью), тепло от средних слоёв к нижним будет передаваться очень медленно. В результате вода в верхней части пробирки может уже кипеть, в то время как на дне она будет ещё холодной. Таким образом, для закипания всего объёма воды потребуется значительно больше времени.

Ответ: Пробирку с водой надо нагреть у дна, так как в этом случае благодаря конвекции вся вода прогреется и закипит быстрее.