Номер 2, страница 26 - гдз по физике 8 класс учебник Закирова, Аширов

2. Измерьте температуру воздуха в комнате около пола и потолка, сделайте выводы. Откройте форточку. Используя пламя свечи, изучите направление воздушных потоков в комнате.

Измерьте температуру воздуха в комнате около пола и потолка, сделайте выводы.

Для выполнения этого задания потребуется комнатный термометр. Процесс измерения состоит из следующих шагов:

1. Поместите термометр как можно ближе к полу и подождите несколько минут, пока его показания не стабилизируются. Запишите полученное значение температуры $T_{пола}$.

2. Затем поднимите тот же термометр как можно ближе к потолку и снова подождите стабилизации показаний. Запишите полученное значение температуры $T_{потолка}$.

При сравнении полученных данных, как правило, обнаруживается, что температура у потолка выше, чем у пола: $T_{потолка} > T_{пола}$.

Вывод:

Разница температур объясняется физическим явлением, называемым конвекцией. Воздух в комнате постоянно находится в движении. Источники тепла (батареи отопления, бытовые приборы, люди) нагревают близлежащие слои воздуха. При нагревании воздух расширяется, его плотность уменьшается. Согласно закону Архимеда, менее плотный теплый воздух поднимается вверх, вытесняемый более холодным и плотным воздухом, который, в свою очередь, опускается вниз. Опустившись, холодный воздух нагревается и снова поднимается. Этот непрерывный процесс циркуляции воздуха и приводит к тому, что наверху (у потолка) скапливается более теплый воздух, а внизу (у пола) — более холодный.

Ответ: Температура воздуха около потолка выше, чем около пола, из-за явления естественной конвекции: теплый воздух как менее плотный поднимается вверх, а холодный, более плотный, опускается вниз.

Откройте форточку. Используя пламя свечи, изучите направление воздушных потоков в комнате.

Для изучения воздушных потоков необходимо зажечь свечу и аккуратно, соблюдая меры предосторожности, подносить ее пламя к разным частям открытой форточки (или окна).

Направление отклонения пламени свечи укажет направление движения воздуха. Результаты эксперимента будут зависеть от соотношения температур внутри и снаружи помещения.

Случай 1: На улице холоднее, чем в комнате (например, зимой).

• Поднеся свечу к нижней части открытой форточки, мы увидим, что пламя отклоняется внутрь комнаты. Это происходит потому, что холодный воздух с улицы, будучи более плотным, "втекает" в помещение через нижнюю часть проема.

• Поднеся свечу к верхней части открытой форточки, мы заметим, что пламя отклоняется наружу, на улицу. Это связано с тем, что теплый и менее плотный воздух из комнаты поднимается вверх и выходит наружу через верхнюю часть проема.

Случай 2: На улице теплее, чем в комнате (например, летом в кондиционируемом помещении).

• Поднеся свечу к нижней части открытой форточки, мы увидим, что пламя отклоняется наружу. Более холодный и плотный воздух из комнаты "вытекает" на улицу через низ.

• Поднеся свечу к верхней части форточки, мы увидим, что пламя отклоняется внутрь комнаты. Теплый и менее плотный уличный воздух заходит в помещение через верх.

Вывод:

Движение воздушных потоков через открытую форточку также обусловлено конвекцией. Разница температур и, следовательно, плотностей воздуха внутри и снаружи комнаты создает встречные потоки: более плотный воздух движется вниз и входит/выходит через нижнюю часть проема, а менее плотный — вверх и выходит/входит через верхнюю часть.

Ответ: При открытой форточке возникают конвекционные потоки: если на улице холоднее, то холодный воздух входит в комнату снизу, а теплый выходит сверху; если на улице теплее, то теплый воздух входит сверху, а прохладный выходит снизу. Направление потоков можно определить по отклонению пламени свечи.