Номер 1, страница 34 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин

1. Объясните механизм нагревания воды в колбе, поставленной на огонь (см. рис. 18, а).

1. Нагревание воды в колбе, поставленной на огонь, представляет собой цепочку процессов теплопередачи. Вначале пламя нагревает дно колбы посредством конвекции горячих газов и теплового излучения. Затем полученное тепло передается через стенки дна колбы к воде за счет теплопроводности. Нижний слой воды, находящийся в контакте с горячим дном, нагревается. При нагревании вода расширяется, ее плотность уменьшается. В результате, согласно закону Архимеда, более легкая теплая вода начинает подниматься вверх, уступая место более холодным и плотным слоям воды сверху, которые опускаются вниз. Этот процесс непрерывного перемещения жидкости под действием разности температур и плотностей называется естественной конвекцией. Возникающие конвекционные потоки перемешивают всю воду в колбе, обеспечивая ее постепенный и равномерный прогрев.
Ответ: Нагревание воды в колбе происходит за счет теплопроводности через дно колбы и последующего переноса тепла по всему объему воды путем конвекции.

2. Перемешивание слоев воды в колбе происходит благодаря явлению естественной конвекции. Причиной этого явления является изменение плотности воды при нагревании. Когда нижние слои воды нагреваются от дна колбы, они расширяются. Плотность воды при нагревании (выше 4°C) уменьшается. В результате нагретый, менее плотный слой воды становится легче окружающих его более холодных и плотных слоев. Под действием выталкивающей силы (силы Архимеда) этот легкий теплый слой начинает подниматься вверх. Одновременно более холодные и плотные верхние слои воды под действием силы тяжести опускаются вниз, занимая место поднявшихся теплых слоев. Они, в свою очередь, нагреваются от дна, и процесс повторяется. Таким образом, в колбе возникают непрерывные циркулирующие потоки — восходящие потоки теплой воды и нисходящие потоки холодной. Именно эти конвекционные потоки и обеспечивают перемешивание всей воды в колбе.
Ответ: Перемешивание происходит за счет конвекционных потоков, которые возникают из-за того, что нагретая у дна вода становится менее плотной и поднимается вверх, а более холодная и плотная вода с верхних слоев опускается вниз.