Номер 3, страница 35 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин

Глава 1. Тепловые явления. Параграф 8. Конвекция. Упражнение 6 - номер 3, страница 35.

Условие.

3. Что остынет быстрее — стакан с компотом или стакан с киселём? Ответ обоснуйте.

Решение 1.

Решение 2.

Решение 3.

Решение 4.

Скорость остывания жидкости зависит от интенсивности процессов теплообмена, в первую очередь — конвекции. Конвекция — это перенос тепла потоками самой жидкости, когда более горячие, менее плотные слои поднимаются вверх, а более холодные и плотные опускаются вниз, создавая циркуляцию.

Компот по своей консистенции близок к воде, он обладает низкой вязкостью. Поэтому в стакане с компотом легко возникают конвекционные потоки. Горячая жидкость из центра и со дна стакана поднимается к поверхности, где отдает тепло окружающему воздуху (в том числе за счет испарения), остывает, становится плотнее и опускается вниз. Этот процесс перемешивания обеспечивает быстрый и равномерный перенос тепла от всего объема жидкости к поверхности, что приводит к быстрому остыванию.

Кисель — это вязкая жидкость из-за содержания крахмала. Высокая вязкость значительно затрудняет или полностью подавляет естественную конвекцию. Перемешивание слоев жидкости практически не происходит. Тепло от внутренних слоев к поверхности передается в основном за счет теплопроводности, которая для жидкостей является очень медленным процессом. Верхний слой киселя остывает, но из-за отсутствия конвекции он не опускается вниз, а образует своего рода теплоизолирующую "пленку", которая мешает остывать нижним слоям.

Таким образом, из-за интенсивной конвекции компот отдает тепло в окружающую среду гораздо быстрее, чем вязкий кисель, в котором теплопередача затруднена.

Ответ: Стакан с компотом остынет быстрее, потому что в компоте (жидкости с низкой вязкостью) происходит интенсивный перенос тепла за счет конвекции, в то время как в вязком киселе конвекция затруднена, и теплообмен происходит значительно медленнее.