Номер 5, страница 35 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин

Упражнение 6. § 8. Конвекция. Глава 1. Тепловые явления - номер 5, страница 35.

5*. Будет ли гореть свеча на борту космического орбитального комплекса?

Для того чтобы понять, будет ли гореть свеча в космосе, нужно рассмотреть физические условия, обеспечивающие горение на Земле и их отличие от условий на борту орбитального комплекса.

Решение

Горение свечи — это химический процесс, для которого необходим постоянный приток окислителя (кислорода) к топливу (парам парафина) и отвод продуктов сгорания.

В земных условиях ключевую роль в поддержании горения играет гравитация и связанное с ней явление конвекции. Продукты горения, в основном углекислый газ и водяной пар, нагреваются пламенем, их плотность становится меньше плотности окружающего холодного воздуха. Согласно закону Архимеда, сила тяжести выталкивает эти горячие, лёгкие газы вверх. На их место снизу и с боков поступает более холодный, плотный воздух, богатый кислородом. Этот непрерывный конвекционный поток обеспечивает пламя свежим кислородом и придаёт ему привычную вытянутую, каплевидную форму.

На борту космического орбитального комплекса, находящегося в состоянии свободного падения, наблюдается невесомость (или, точнее, микрогравитация). В этих условиях вес практически отсутствует, а значит, сила Архимеда не действует. Разница в плотности между горячими продуктами горения и холодным воздухом больше не приводит к их направленному движению. Конвекционные потоки не возникают.

Поэтому, если зажечь свечу на космической станции, произойдет следующее:

1. Свеча загорится, так как рядом с фитилем есть кислород.
2. Однако продукты сгорания (горячий углекислый газ) не смогут подняться вверх. Они останутся на месте, образуя вокруг пламени сферическую оболочку.
3. Эта оболочка из углекислого газа очень быстро изолирует пламя от доступа свежего кислорода из окружающего воздуха.
4. Единственным способом доставки кислорода к пламени остаётся диффузия, но это крайне медленный процесс, неспособный поддерживать горение.
5. В результате пламя, «задохнувшись» в собственных продуктах сгорания, очень быстро погаснет.

Эксперименты, проведенные на борту космических станций, полностью подтвердили эти теоретические выводы. Пламя в невесомости получается тусклым, имеет голубоватый цвет и идеальную сферическую форму, но горит всего несколько секунд.

Ответ: Нет, свеча на борту космического орбитального комплекса гореть продолжительное время не будет. Она вспыхнет на несколько секунд, пока не израсходует весь кислород в непосредственной близости от фитиля, и погаснет. Это связано с отсутствием конвекции в условиях невесомости, из-за чего продукты сгорания образуют вокруг пламени непроницаемую для кислорода оболочку.