Номер 55, страница 11 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Тепловые явления. Виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция, излучение - номер 55, страница 11.

Условие.

55. В пробирках нагревают воздух (рис. 5, а) и кипятят воду (рис. 5, б). Почему рука не ощущает высокой температуры?

Рис. 5

Решение.

Рука не ощущает высокой температуры в обоих случаях из-за особенностей процессов теплопередачи — теплопроводности и конвекции.

а) В опыте, изображенном на рисунке 5, а, нагревается дно пробирки, в которой находится воздух. Тепло от пламени должно передаться по стенкам пробирки к руке. Однако стекло является очень плохим проводником тепла (обладает низкой теплопроводностью). Из-за этого тепло распространяется по стеклянной пробирке очень медленно, и за время проведения опыта ее верхняя часть, которую держат в руке, не успевает нагреться до ощутимой температуры.
Ответ: Рука не ощущает высокой температуры из-за низкой теплопроводности стекла.

б) В опыте, показанном на рисунке 5, б, нагревается верхняя часть пробирки, и вода кипит у поверхности. В жидкостях и газах основной способ передачи тепла — это конвекция, то есть перенос тепла потоками самого вещества. При нагревании жидкость расширяется, ее плотность уменьшается, и она всплывает вверх. Более холодные и плотные слои опускаются вниз. Поскольку в данном случае нагрев происходит сверху, горячая и менее плотная вода остается на поверхности. Конвекционные потоки, которые могли бы перенести тепло вниз, не возникают. Передача тепла вниз происходит только за счет теплопроводности, а вода (как и стекло) является плохим проводником тепла. Поэтому нижняя часть пробирки остается холодной.
Ответ: Рука не ощущает высокой температуры, так как нагрев воды сверху препятствует возникновению конвекции, а теплопроводность воды и стекла очень низкая.