Номер 1, страница 20 - гдз по физике 8 класс учебник Закирова, Аширов

1. Исследуйте устройство чайника «со свистом», объясните, как действует звуковое приспособление.

1. Принцип действия звукового приспособления чайника «со свистом» основан на преобразовании энергии потока пара в звуковые колебания. Этот процесс можно разбить на несколько этапов.

Сначала, при нагревании, вода в чайнике достигает точки кипения (около $100^\circ\text{C}$ при нормальном атмосферном давлении) и начинает интенсивно преобразовываться в водяной пар. Пар занимает значительно больший объем, чем вода, из которой он образовался, что приводит к резкому увеличению давления внутри герметично закрытого чайника.

Возросшее давление выталкивает пар наружу через единственное доступное отверстие — носик чайника, на котором установлен свисток.

Свисток представляет собой небольшое устройство, обычно состоящее из двух параллельных пластин с центральными отверстиями, разделенных небольшой полостью. Первая пластина с отверстием действует как сопло, а полость между пластинами — как резонатор.

Когда пар с высокой скоростью проходит через узкое сопло, поток становится турбулентным. Этот турбулентный поток, ударяясь о края отверстия второй пластины, создает вихри. Формирование и отрыв этих вихрей происходит с определенной периодичностью, что порождает колебания давления, то есть звуковые волны. Этот акустический эффект называется кромочным тоном.

Полость между пластинами функционирует как резонатор (подобно резонатору Гельмгольца), который улавливает и многократно усиливает звуковые волны на своей резонансной частоте. В результате этого усиления мы слышим громкий, пронзительный свист. Частота (высота тона) свиста зависит от скорости потока пара, которая, в свою очередь, зависит от интенсивности кипения.

Ответ: Звуковое приспособление (свисток) на носике чайника издает звук, когда образующийся при кипении воды пар под давлением выходит наружу. Проходя через узкое сопло свистка, пар создает высокоскоростную струю. Эта струя, взаимодействуя с краями последующего отверстия, порождает вихри и звуковые колебания. Специальная камера в свистке (резонатор) усиливает эти колебания, в результате чего возникает громкий свист, сигнализирующий о закипании воды.