Задание №4 — ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ
Прочитайте текст и вставьте на места пропусков слова из приведённого списка.
Для охлаждения морса в кастрюле используют лёд: в первом случае лёд кладут вниз, под дно кастрюли, во втором случае – наверх, в перевёрнутую крышку кастрюли (см. рисунок).
Процесс охлаждения морса происходит быстрее (А)__________ кастрюле. В этом случае процесс охлаждения морса осуществляется преимущественно за счёт (Б)__________. Плотность охлажденных слоев жидкости (В)__________, поэтому они будут (Г)__________.
| Список слов и словосочетаний: | |
| 1) | теплопроводность |
| 2) | конвекция |
| 3) | во второй |
| 4) | в первой |
| 5) | меньше |
| 6) | больше |
| 7) | всплывать |
| 8) | опускаться |
Правильный ответ
3268
Пояснение
Решение.
Для решения данной задачи необходимо рассмотреть механизмы теплопередачи в жидкостях, в частности явление конвекции.
1. Анализ физического процесса: При охлаждении жидкости её температура понижается. Известно, что при охлаждении (в диапазоне температур выше ) большинство жидкостей сжимается, их объём уменьшается, а плотность, согласно формуле , увеличивается. Таким образом, плотность охлаждённых слоёв морса становится больше (пропуск В — 6) плотности тёплых слоёв.
2. Движение слоёв: Более плотные (тяжёлые) слои жидкости под действием силы тяжести будут опускаться (пропуск Г — 8) вниз, вытесняя менее плотные тёплые слои наверх. Этот процесс переноса энергии самими струями жидкости называется конвекцией (пропуск Б — 2).
3. Сравнение случаев:
— В первом случае лёд находится снизу. Охлаждённый слой морса у дна уже имеет максимальную плотность и остаётся внизу. Конвекция не возникает, и охлаждение остального объёма происходит очень медленно только за счёт теплопроводности.
— Во втором случае лёд находится сверху. Верхние слои морса охлаждаются, становятся тяжелее и опускаются вниз, а их место занимают тёплые слои снизу. Возникает интенсивная естественная конвекция, благодаря которой весь объём жидкости охлаждается гораздо быстрее.
Следовательно, процесс охлаждения морса происходит быстрее во второй кастрюле (пропуск А — 3).
Сопоставление:
А — 3 (во второй)
Б — 2 (конвекция)
В — 6 (больше)
Г — 8 (опускаться)
Ответ: 3268
Источник: ФИПИ