Номер 5, страница 34 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин

5. Приведите примеры естественной и вынужденной конвекции в быту и технике.

Конвекция — это вид теплопередачи, свойственный только жидкостям и газам, при котором энергия переносится струями и потоками самого вещества. Различают два вида конвекции: естественную и вынужденную.

Естественная конвекция

Естественная (или свободная) конвекция возникает самопроизвольно в неоднородно нагретой среде под действием силы тяжести. При нагревании нижние слои вещества расширяются, их плотность уменьшается, и под действием выталкивающей силы (силы Архимеда) они поднимаются вверх. На их место опускаются более холодные и плотные верхние слои. Этот процесс создаёт непрерывную циркуляцию потоков, которые эффективно переносят тепло.

Примеры:

• В быту:
  • Обогрев комнаты радиатором отопления: тёплый воздух от батареи поднимается к потолку, а холодный воздух спускается к полу, создавая циркуляционные потоки.
  • Нагревание воды в кастрюле на плите: вода у дна нагревается, становится легче и поднимается, а более холодная вода сверху опускается.
  • Образование тяги в камине или печной трубе: горячие газы и дым как менее плотные устремляются вверх.
  • Возникновение бризов на побережье: днём суша нагревается быстрее воды, и тёплый воздух над ней поднимается, а на его место приходит прохладный воздух с моря (морской бриз).
• В технике:
  • Пассивное охлаждение электронных компонентов с помощью радиаторов (например, на материнских платах, в блоках питания). Тепло отводится за счёт естественного движения воздуха вдоль рёбер радиатора.
  • Работа градирен (охладительных башен) на электростанциях, где тяга создаётся естественным путём.
  • Термосифонные системы отопления, в которых циркуляция теплоносителя (воды) происходит без насоса, за счёт разности плотностей нагретой и остывшей воды.

Ответ: Примерами естественной конвекции в быту являются обогрев помещения батареей, кипячение воды, тяга в дымоходе; в технике — пассивные радиаторы охлаждения, работа градирен, термосифонные системы отопления.

Вынужденная конвекция

Вынужденная конвекция происходит, когда движение жидкости или газа создаётся внешним воздействием — работой насоса, вентилятора, мешалки и т.п. Принудительное перемешивание среды значительно ускоряет и усиливает процесс теплообмена по сравнению с естественной конвекцией.

Примеры:

• В быту:
  • Использование вентилятора для охлаждения человека или помещения в жаркую погоду.
  • Сушка волос феном, где вентилятор создаёт направленный поток горячего воздуха.
  • Духовой шкаф с режимом конвекции: встроенный вентилятор равномерно распределяет горячий воздух, ускоряя приготовление пищи.
  • Перемешивание жидкости (например, супа или чая) ложкой для её равномерного нагрева или охлаждения.
• В технике:
  • Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания автомобиля: насос (помпа) обеспечивает циркуляцию охлаждающей жидкости, а вентилятор обдувает радиатор для её быстрого охлаждения.
  • Системы кондиционирования и приточной вентиляции воздуха, где вентиляторы перемещают воздушные массы.
  • Активное охлаждение (кулеры) процессоров и видеокарт в компьютерах, где вентилятор принудительно обдувает радиатор.
  • Промышленные теплообменники, в которых потоки жидкостей или газов прокачиваются насосами для интенсификации теплопередачи.

Ответ: Примерами вынужденной конвекции в быту являются работа фена, вентилятора, духовки с обдувом; в технике — система охлаждения автомобильного двигателя, кондиционер, компьютерный кулер.