Задание, страница 22 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин, Иванов

ЗАДАНИЕ

▪ Возьмите зажжённую свечу, откройте немного входную дверь так, чтобы получилась узкая щель. Помещайте свечу в трёх местах: наверху, внизу и в середине высоты двери. Следите за направлением языков пламени. Сделайте вывод. Опыт проводите под наблюдением взрослых.

Решение

Данный эксперимент демонстрирует явление конвекции. Конвекция — это вид теплопередачи, при котором энергия переносится струями и потоками самого вещества (в данном случае — воздуха). В основе явления лежит тот факт, что при нагревании вещества его плотность уменьшается. Будем считать, что температура воздуха в комнате выше, чем на улице.

наверху:

Если поднести зажжённую свечу к верхней части дверной щели, её пламя отклонится в сторону улицы (наружу). Это происходит потому, что тёплый воздух в комнате имеет меньшую плотность, чем холодный воздух снаружи. В результате тёплый воздух поднимается к потолку и выходит из помещения через верхнюю часть проёма. Именно этот поток выходящего воздуха и отклоняет пламя свечи.

внизу:

Если поместить свечу в нижней части дверной щели, у порога, её пламя отклонится внутрь комнаты. Холодный воздух с улицы, как более плотный и тяжёлый, поступает в помещение через нижнюю часть проёма, чтобы заместить вышедший тёплый воздух. Этот входящий поток холодного воздуха и отклоняет пламя свечи.

в середине высоты двери:

При размещении свечи примерно посередине высоты дверного проёма, её пламя будет гореть практически ровно, без существенных отклонений. В этой области находится условная граница между выходящим верхним и входящим нижним потоками воздуха, поэтому движение воздуха здесь минимально.

Вывод: Наблюдаемое отклонение пламени свечи в разных точках дверного проёма доказывает существование циркуляции воздуха, вызванной разницей температур. Тёплый, менее плотный воздух выходит из помещения сверху, а на его место снизу поступает холодный, более плотный воздух. Этот процесс является примером естественной конвекции.

Ответ: В верхней части дверного проёма пламя свечи отклонится наружу, так как из комнаты выходит тёплый воздух. В нижней части проёма пламя отклонится внутрь комнаты, так как с улицы поступает холодный воздух. Посередине высоты двери пламя будет гореть почти вертикально. Этот опыт демонстрирует теплообмен путём конвекции.