Тепловые Явления

Задание №7. Распознавание Физических Явлений

№2. Задание 7

ID: 00049070

В безветренную погоду пламя свечи устанавливается вертикально. Как называется физическое явление, благодаря которому это происходит? В чём состоит это явление?

Источник: ВПР 2022

Решение

Смотри на свечу: пламя вытянуто вверх, хотя фитиль может быть и наклонён. Значит, его кто-то тянет. Разберёмся кто.

Шаг первый. Пламя — это раскалённые газы. Рядом с ними нагревается и воздух. При нагреве он расширяется: масса та же, а объём больше. Вспомним, как связана плотность с массой и объёмом:

$\rho=\dfrac{m}{V}$

Объём вырос, масса нет, значит, плотность стала меньше.

Шаг второй. Порция горячего воздуха менее плотная, чем холодный воздух вокруг. На неё действует выталкивающая сила, и она всплывает, как пробка в воде.

Шаг третий. Поднявшийся воздух освобождает место внизу. Туда снизу и с боков приходит холодный воздух, нагревается и тоже идёт вверх. Получается непрерывный поток снизу вверх.

Вот это и есть конвекция: перенос энергии струями самой жидкости или самого газа. Без ветра этот поток идёт строго вверх и тянет пламя за собой, вот почему оно вертикально.

Проверим себя. На космической станции вес тел исчезает, поэтому и всплывать там нечему. Горячий воздух остаётся на месте, и пламя свечи становится похожим на шарик. А ладонь над свечой обжигает гораздо раньше, чем сбоку на том же расстоянии: туда и идёт поток.

Ответ

Конвекция: нагретый пламенем воздух расширяется, становится менее плотным и поднимается вверх, а на его место приходит холодный; так получается восходящий поток, который вытягивает пламя вертикально.

Другие задания по теме «Тепловые Явления» (8)