Номер 3, страница 84 - гдз по физике 8 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 3. Тепловые явления. Параграф 22. Конвекция. Вопросы для самопроверки - номер 3, страница 84.

Условие.

3. Как происходит нагревание воды в чайнике?

Решение.

2. Приведите примеры конвекции.

Конвекция — это вид теплопередачи, свойственный жидкостям и газам, при котором перенос энергии осуществляется потоками самого вещества. Более нагретые, менее плотные слои поднимаются вверх, а более холодные и плотные опускаются вниз, создавая циркуляцию. Вот несколько примеров:

• Нагревание воздуха в комнате от радиатора: Радиатор греет воздух рядом с собой. Этот воздух, став легче, поднимается к потолку, а его место занимает более холодный воздух из другой части комнаты. Так возникает круговорот, который прогревает всё помещение.
• Возникновение бризов: Днём суша нагревается быстрее воды, тёплый воздух над ней поднимается, и с моря начинает дуть прохладный дневной бриз. Ночью суша остывает быстрее, и более холодный воздух движется с берега к морю, создавая ночной бриз.
• Кипение воды: Нижние слои воды в кастрюле или чайнике нагреваются от дна, становятся легче и всплывают, уступая место холодным верхним слоям, которые опускаются вниз для нагрева. Это обеспечивает перемешивание и равномерный прогрев.
• Движение мантии Земли: Горячее вещество мантии поднимается от ядра планеты, остывает у поверхности и опускается обратно. Эти медленные, но мощные конвекционные потоки двигают литосферные плиты, вызывая землетрясения и вулканическую активность.

Ответ: Примерами конвекции являются нагревание комнаты радиатором, возникновение дневных и ночных бризов, кипение воды, а также движение вещества в мантии Земли, приводящее к движению тектонических плит.

3. Как происходит нагревание воды в чайнике?

Нагревание воды в чайнике является классическим примером теплопередачи посредством конвекции. Процесс происходит следующим образом:

1. Тепло от нагревательного элемента или пламени конфорки передаётся дну чайника, а от дна — прилегающему к нему слою воды. Этот первоначальный этап — теплопроводность.
2. Нагревшись, этот нижний слой воды расширяется, его плотность уменьшается.
3. Как и любой менее плотный объект в жидкости, нагретая вода начинает подниматься вверх под действием выталкивающей силы (силы Архимеда).
4. Место поднявшейся теплой воды занимают более холодные и плотные верхние слои, которые опускаются на дно.
5. Опустившись, холодная вода нагревается от дна, становится менее плотной и также устремляется вверх.
6. Возникают непрерывные циркулирующие потоки, называемые конвекционными. Эти потоки перемешивают всю воду в чайнике, благодаря чему тепло быстро и равномерно распределяется по всему объему, и вода нагревается до кипения.

Ответ: Вода в чайнике нагревается за счет конвекции: нижние, нагретые от дна слои воды, становятся менее плотными и поднимаются вверх, а на их место опускаются более холодные и плотные верхние слои. Этот процесс создает циркуляцию (конвекционные потоки), которая равномерно распределяет тепло по всему объему воды.