Номер 111, страница 81, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Материалы для повторения при подготовке к экзамену. 5. Тепловые явления - номер 111, страница 81.

Условие.

111. Почему пламя свечи устремляется вертикально вверх?

Решение.

Решение

Пламя свечи устремляется вертикально вверх в результате явления, называемого естественной конвекцией, которое возникает из-за действия силы тяжести. Процесс горения свечи нагревает окружающий воздух и продукты сгорания (углекислый газ и водяной пар). При нагревании газ расширяется, и его плотность, определяемая как масса на единицу объема ($\rho = m/V$), уменьшается. В результате этот нагретый, менее плотный газ становится легче окружающего холодного воздуха. Согласно закону Архимеда, на объем легкого горячего газа со стороны более тяжелого холодного воздуха действует выталкивающая сила, направленная вертикально вверх. Эта сила заставляет горячий газ подниматься. На его место с боков и снизу поступает более холодный, богатый кислородом воздух, который поддерживает горение, нагревается и также устремляется вверх. Этот непрерывный восходящий поток горячих газов (конвекционный поток) и придает пламени его характерную вытянутую, направленную вверх форму. В условиях невесомости, где нет силы тяжести и, соответственно, выталкивающей силы, пламя свечи становится сферическим.

Ответ: Пламя свечи устремляется вертикально вверх из-за конвекции: горячие газы от пламени имеют меньшую плотность, чем окружающий холодный воздух, и поэтому поднимаются вверх под действием выталкивающей силы Архимеда, увлекая за собой и само пламя.