Номер 1, страница 85 - гдз по физике 8 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 3. Тепловые явления. Параграф 22. Конвекция. Задание 21 - номер 1, страница 85.

Условие.

$1_э$. Придумайте и проведите опыты по наблюдению конвекции в жидкостях и газах.

Решение.

Конвекция — это вид теплопередачи, осуществляемый потоками самого вещества (жидкости или газа). Суть явления заключается в том, что при нагревании нижние слои вещества становятся легче (менее плотными) и поднимаются вверх, а верхние, более холодные и плотные слои, опускаются вниз. В результате возникают конвекционные потоки, которые и переносят тепло. Ниже описаны два простых опыта для наблюдения этого явления.

Опыт 1. Наблюдение конвекции в жидкости (воде)

Для этого опыта понадобятся: прозрачная термостойкая емкость (например, стеклянная колба или кастрюля), вода, источник тепла (плита, свеча) и несколько кристалликов перманганата калия (марганцовки) или капля пищевого красителя для визуализации потоков.

Порядок проведения опыта:

1. Налейте в емкость холодную воду и подождите, пока она полностью успокоится.

2. Аккуратно опустите на дно емкости несколько кристалликов марганцовки. Они начнут растворяться, окрашивая придонный слой воды в фиолетовый цвет.

3. Начните медленно подогревать дно емкости снизу, прямо под местом, где лежат кристаллы.

Наблюдение и объяснение:

Через короткое время можно будет наблюдать, как окрашенная нагретая вода от дна начинает подниматься вверх в виде струйки. Достигнув поверхности, она остывает, отдает тепло окружающим слоям, становится плотнее и опускается вниз вдоль более холодных стенок емкости. На ее место снизу поднимается новая порция теплой окрашенной воды. Таким образом, в воде возникают циркулирующие потоки, которые наглядно демонстрируют явление конвекции.

Опыт 2. Наблюдение конвекции в газе (воздухе)

Для этого опыта понадобятся: лист бумаги, ножницы, нитка и источник тепла (например, свеча, радиатор отопления или лампа накаливания).

Порядок проведения опыта:

1. Из листа бумаги вырежьте спираль, чтобы получилась так называемая "бумажная змейка".

2. С помощью иглы проделайте в центре спирали небольшое отверстие и привяжите к ней нитку.

3. Возьмите змейку за нитку и поднесите ее на безопасное расстояние над источником тепла.

Наблюдение и объяснение:

Бумажная змейка, находящаяся над источником тепла, начнет вращаться. Это происходит потому, что воздух над источником тепла нагревается, расширяется, его плотность уменьшается. Этот теплый, менее плотный воздух устремляется вверх, создавая восходящий конвекционный поток. Поток воздуха толкает лопасти бумажной спирали и заставляет ее вращаться. Если убрать змейку от источника тепла, вращение прекратится, так как конвекционный поток исчезнет. Этот опыт доказывает существование конвекции в газах.

Ответ: Для наблюдения конвекции в жидкости можно подогревать снизу колбу с водой, на дно которой помещены кристаллики марганцовки; окрашенные теплые струи воды будут подниматься вверх, а холодные опускаться, создавая видимые циркулирующие потоки. Для наблюдения конвекции в газе можно подвесить на нитке вырезанную из бумаги спираль ("змейку") над источником тепла (например, лампой); восходящий поток нагретого воздуха заставит спираль вращаться.