Global EE

Задание Физика 8 Класс №00051479

Задание №11. Задания из Сборников и Задачников

Тепловые Двигатели и Устройства

№2. Задание без номера

ID: 00051479

В старом частном доме вода в системе отопления движется без насоса: нагретая в котле вода поднимается по трубе вверх, проходит через батареи в комнатах и, остыв, возвращается в котёл по нижней трубе. Выберите два верных утверждения о такой системе.

1) Котёл в такой системе ставят выше батарей, чтобы горячая вода сама стекала к ним.

2) Горячая вода поднимается от котла вверх потому, что при нагревании её плотность уменьшается.

3) Остывая в батарее, вода становится менее плотной и поэтому опускается к котлу по нижней трубе.

4) Если батарею закрыть сплошным коробом без щелей, комната будет получать от неё больше теплоты.

5) Чем сильнее остывает вода в батареях, тем больше теплоты отдаёт комнатам каждый килограмм прошедшей через них воды.

Запишите в ответ номера выбранных утверждений.

Источник: Global_EE

Решение

Такая система работает на конвекции, только конвекция идёт не в воздухе, а в воде, которая течёт по трубам. Горячая вода менее плотная, чем холодная, поэтому она всплывает, а остывшая, более плотная, опускается. Разберём каждое утверждение.

1) Неверно. Горячая вода в этой системе не стекает, а поднимается: от котла она идёт вверх. Поэтому котёл ставят как можно ниже батарей, обычно в подвале или в самой низкой точке дома.

2) Верно. При нагревании вода расширяется, тот же килограмм занимает больше места, и её плотность уменьшается. Более лёгкую горячую воду вытесняет вверх более плотная остывшая.

3) Неверно. Остывая, вода сжимается, и её плотность растёт, а не уменьшается. Именно поэтому остывшая вода опускается по нижней трубе к котлу.

4) Неверно. Батарея отдаёт теплоту в основном воздуху, который непрерывно обтекает её: нагретый воздух поднимается, а снизу подходит холодный. Глухой короб этот поток перекрывает, и воздух внутри короба нагревается, а в комнату теплоты попадает меньше.

5) Верно. Количество теплоты, которое отдаёт вода, равно $Q = cm\Delta t$. Для одного килограмма оно пропорционально $\Delta t$: остыв на $20\text{ }{}^\circ\text{С}$, килограмм воды отдаёт вдвое больше теплоты, чем остыв на $10\text{ }{}^\circ\text{С}$.

Проверим себя, пройдя вместе с водой по кругу: в котле нагрелась, стала легче — поднялась (утверждение 2); в батарее отдала теплоту, тем больше, чем сильнее остыла (утверждение 5); стала плотнее — опустилась к котлу. Котёл при этом должен стоять внизу, а батарея — свободно омываться воздухом.

Ответ

25
Другие задания по теме «Тепловые Двигатели и Устройства» (8)