Global EE

Внутренняя… — Задание Физика 8 Класс №00049120

Задание №11. Задания из Сборников и Задачников

Внутренняя Энергия и Теплопередача

№2. Задание без номера

ID: 00049120

а) В какой трубе лучше образуется тяга — в кирпичной или металлической, если они имеют одинаковую высоту?

б) Когда тяга в трубах лучше — зимой или летом?

в) Почему в то время, когда в комнате начинает топиться печь, наблюдается понижение температуры?

Источник: Сборник дидактических материалов Пёрышкина

Решение

Тяга — это то, что вытягивает дым вверх по трубе. Горячий дым легче холодного воздуха снаружи, и наружный воздух выталкивает его вверх, как в обычной конвекции. Чем больше разница плотностей, тем сильнее тяга.

Пункт а). Высота равна, поэтому сравниваем, как быстро дым остывает на пути. Металл хорошо проводит теплоту и быстро отдаёт её наружу. Кирпич проводит плохо, дым внутри остаётся горячим. Значит, в кирпичной трубе разница плотностей больше и тяга лучше.

Пункт б). Зимой наружный воздух холодный и плотный, дым теплее его на большую величину. Разница плотностей больше, поэтому зимой тяга лучше.

Пункт в). Звучит странно, но это верно. Как только печь разгорелась, в её топку и трубу начинает идти воздух из комнаты. Новый воздух приходит через щели с улицы, и он холодный. Сами стенки печи ещё не нагрелись, греть комнату пока нечему. Поэтому температура сначала падает и начинает расти, только когда прогреется печь.

Проверим себя числом для пункта б), значения условные. Пусть дым в трубе имеет $200\text{ }{}^\circ\text{С}$. Летом снаружи $30\text{ }{}^\circ\text{С}$, разница $170$ °С. Зимой снаружи $-20\text{ }{}^\circ\text{С}$, разница $220$ °С. Больше разница — больше различие плотностей — сильнее тяга.

Ответ

а) В кирпичной: кирпич хуже проводит теплоту, газы в трубе меньше остывают и остаются легче наружного воздуха; б) зимой: наружный воздух холоднее и тяжелее, разница плотностей больше; в) тяга уносит тёплый воздух из комнаты в печь и трубу, а его место занимает холодный воздух с улицы, а сама печь ещё не успела нагреться.
Другие задания по теме «Внутренняя Энергия и Теплопередача» (8)