Номер 3, страница 85 - гдз по физике 8 класс учебник Пурышева, Важеевская

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

Условие.

3. Почему форточки для проветривания комнат помещают в верхней части окна?

Решение.

3. Размещение форточек в верхней части окна объясняется физическим явлением конвекции — процессом теплообмена, при котором энергия переносится потоками вещества (в данном случае, воздуха).

В любом жилом помещении воздух постоянно нагревается от отопительных приборов, работающей техники и самих людей. Согласно законам физики, при нагревании газ (воздух) расширяется. Его объем $\text{V}$ увеличивается, а плотность $\rho = \frac{m}{V}$ (где $\text{m}$ — масса) соответственно уменьшается. Из-за этого более легкий теплый воздух под действием выталкивающей силы Архимеда поднимается вверх, к потолку. На его место опускается более холодный и плотный воздух.

Таким образом, под потолком скапливается не только самый теплый, но и наиболее "отработанный" воздух, содержащий выдыхаемый углекислый газ, избыточную влагу и другие примеси. Именно этот воздух и нужно в первую очередь удалить из комнаты при проветривании.

Открытая форточка в верхней части окна создает условия для эффективной естественной вентиляции. Теплый и легкий внутренний воздух выходит через нее наружу, а более холодный, свежий и плотный воздух с улицы поступает в комнату, опускается вниз и вытесняет оставшийся теплый воздух наверх, к форточке. Это обеспечивает непрерывную циркуляцию и быструю замену воздуха в помещении.

Если бы форточка располагалась внизу, то холодный воздух с улицы просто затекал бы по полу, создавая сквозняк, а теплый, застоявшийся воздух под потолком оставался бы на месте, и проветривание было бы крайне неэффективным.

Ответ: Форточки располагают вверху для эффективной вентиляции помещения, основанной на явлении конвекции. Теплый, менее плотный и загрязненный воздух поднимается к потолку и выходит через форточку, а на его место с улицы поступает более холодный и плотный свежий воздух, который опускается вниз, обеспечивая естественную циркуляцию воздуха.