Задачи › Теплопроводность, закон охлаждения Ньютона

Песчинки в стакане у окна

  1. Песчинки в стакане у окна

    ИОШ 2016/17, 9-10 кл.
    3/10

    В стакане с водой комнатной температуры находится взвесь маленьких песчинок, которые тонут очень медленно благодаря силе сопротивления воды. Песчинки тщательно размешали, а стакан поставили на подоконник около окна. Через некоторое время песчинки в стакане расположились так, как показано на рисунке. Какая за окном погода?

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Песчинки могут переместиться только вместе с водой. Какое движение воды возникает, если одна сторона стакана холоднее другой, и куда оно направлено на рисунке?

    Ответ

    На улице холодно.

    Решение

    Переместить взвесь песчинок из одного места стакана в другое можно только с помощью движения воды. Наиболее заметное движение воды — это конвекция: опускание тяжёлых холодных масс воды и подъём горячих. Значит, температура на улице отличается от температуры в комнате, чтобы улица могла «греть» или «охлаждать» воду в стакане, вызывая конвекцию.

    Расположение песчинок возникнет, если организовать конвективные потоки в направлении стрелки на рисунке. Для этого нужно, чтобы слои воды, близкие к окну, охлаждались. Тогда нижние слои движутся в направлении комнаты, а более тёплые слои, которые были там, поднимаются вверх. В результате песчинки, опускаясь вниз, смещаются током воды в направлении комнаты. Поэтому на улице холодно.

    Рисунок

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи