§14. Конвекція

Фізика 8 клас · Бар'яхтар, 2025 · Розділ 2. Внутрішня енергія. Теплові явища

Що таке конвекція?

Визначення

Конвекція — вид теплопередачі, що здійснюється шляхом перенесення теплоти потоками рідини або газу

Де відбувається?

Лише в рідинах і газах — у твердих тілах конвекція неможлива, бо їхні частинки не можуть вільно переміщуватись

Головна відмінність від теплопровідності

Тепло передається разом із переміщенням самої речовини

Дослід: теплі потоки піднімаються, холодні — опускаються

Природна та примусова конвекція

🌡️ Природна

Виникає сама по собі через різницю густини нагрітих і холодних шарів (архімедова сила + теплове розширення)

⚙️ Примусова

Створюється зовнішніми силами: вентилятором, насосом, мішалкою

Конвекція в природі

Вітер і бриз

Вдень суша нагрівається швидше за море → повітря піднімається → бриз з моря. Потужні конвекційні потоки повітря формують вітри.

Хмари

Не падають завдяки конвекційним потокам нагрітого повітря біля поверхні землі, які підтримують їх у повітрі.

Вода в річці

Влітку холодніша на глибині: нагріті верхні шари мають меншу густину й залишаються на поверхні.

Конвекція в житті людини

Опалення

Радіатори нагрівають повітря знизу, тепле піднімається, холодне опускається → циркуляція по всьому приміщенню

Кондиціонер

Охолоджує повітря зверху, холодне опускається вниз — ефективне охолодження всього об'єму кімнати

Духовка, сушарка, бойлер

Примусова конвекція для рівномірного нагрівання; чому мерзнуть ноги? — холодне повітря важче й опускається донизу приміщення

Конвекція в техніці

Система охолодження двигуна

Рідина переносить тепло від двигуна до радіатора — класичний приклад примусової конвекції

Холодильник

Морозильна камера розміщена зверху: холодне повітря опускається вниз і охолоджує продукти

Метеорологія

Моделі атмосферної циркуляції базуються на конвекційних потоках у тропосфері

Підсумок параграфа

Конвекція

Теплопередача потоками рідини або газу

Природна

Через різницю густини нагрітих і холодних шарів

Примусова

Через зовнішній вплив (насос, вентилятор)

Правило

Нагріті шари → менша густина → піднімаються; холодні → більша → опускаються

Контрольні запитання (§14)

1

Опишіть дослід на доведення того, що теплі потоки рідини піднімаються, а холодні — опускаються.

2

Що таке конвекція?

3

Чим відрізняється конвекція від теплопровідності?

4

Назвіть причини виникнення природної і примусової конвекції.

5

Чи можлива конвекція в речовинах, які перебувають у твердому стані?

6

Наведіть приклади проявів конвекції в природі та в житті людини.

Завдання (§14)

01

Чому язики полум'я підіймаються?

02

Чому в прохолодному приміщенні більше за все мерзнуть ноги?

03

Чому влітку вода в річці на глибині холодніша, ніж на поверхні?

04

Де краще розмістити балон із водою для охолодження льодом: на льоду, під льодом чи поряд? Аргументуйте.

01

Яких труднощів ви зазнаєте, кип'ятячи воду в посудині, висота якої втричі більша за висоту чашки, тим самим нагрівачем?

02

Чому хмари не падають?

03

Дізнайтеся, як застосовують явище конвекції в техніці. Підготуйте коротку презентацію.