Главная >> Физика 8 класс. Пурышева

Глава 3. Тепловые явления, газов и твёрдых тел

§ 22. Конвекция

Каковы способы изменения внутренней энергии тела?

1. Как вы знаете, газы и жидкости обладают плохой теплопроводностью. Возникает вопрос: почему же нагревается воздух от батарей водяного отопления, почему нагревается вода в кастрюле, поставленной на включённую плиту? Чтобы на него ответить, проделаем опыт. Нальём в колбу воду и аккуратно опустим на дно несколько кристалликов марганцовки (рис. 65). Будем нагревать колбу снизу так, чтобы пламя касалось её в том месте, где лежат кристаллики. Можно заметить, что со дна колбы будут подниматься окрашенные струйки воды. Достигнув верхних слоёв воды, эти струйки начнут опускаться.

Это явление можно объяснить следующим образом. Нижний слой воды нагревается от пламени спиртовки. Нагреваясь, вода расширяется, её объём увеличивается, а плотность соответственно уменьшается. На этот слой воды действует архимедова сила, которая выталкивает нагретый слой жидкости вверх. Его место занимает опустившийся вниз холодный слой воды, который, в свою очередь нагреваясь, перемещается вверх и т. д. Следовательно, энергия в данном случае переносится поднимающимися потоками жидкости.

2. Подобным образом осуществляется теплопередача и в газах. Сделаем из бумаги вертушку и поместим её над электрической лампочкой, включённой в сеть (рис. 66). Вертушка начнёт вращаться. Это происходит потому, что нагретые от лампочки менее плотные слои воздуха под действием архимедовой силы поднимаются вверх, а более холодные опускаются вниз и занимают их место. Поднимающиеся слои нагретого воздуха и приводят к вращению вертушки. В проведённых опытах мы наблюдали ещё один вид теплопередачи — конвекцию.

Окончание >>>