Номер 71, страница 10 - гдз по физике 8 класс сборник задач Исаченкова, Слесарь

Оба явления, описанные в вопросе, объясняются одним и тем же физическим процессом — естественной конвекцией воздуха в помещении. Конвекция — это вид теплопередачи, при котором энергия переносится потоками вещества (в данном случае воздуха). Плотность воздуха зависит от его температуры: холодный воздух плотнее и тяжелее теплого.

Промерзание оконных стекол в сильные морозы начинается снизу

В морозную погоду оконное стекло сильно охлаждается из-за низкой температуры снаружи. Воздух в комнате, который соприкасается с холодной внутренней поверхностью стекла, также остывает. Охлажденный воздух становится более плотным и, следовательно, более тяжелым. Под действием силы тяжести он начинает опускаться вниз вдоль поверхности стекла. На его место сверху поступают более теплые и легкие слои воздуха из комнаты, которые, в свою очередь, охлаждаются и тоже опускаются. В результате этого непрерывного конвекционного потока самый холодный воздух скапливается в нижней части окна. Водяной пар, всегда присутствующий в воздухе помещения, при контакте с поверхностью, температура которой ниже 0°C, кристаллизуется (процесс десублимации), превращаясь в иней и ледяные узоры. Так как самая низкая температура у поверхности стекла устанавливается в его нижней части, то и образование льда начинается именно снизу.

Оттаивание льда на них в оттепель — сверху

Во время оттепели, когда температура на улице повышается, или просто при работе отопления в комнате, воздух внутри помещения прогревается. Нагретый воздух (например, от батарей отопления) имеет меньшую плотность, чем окружающий его более прохладный воздух. Поэтому он становится легче и поднимается вверх, скапливаясь в верхней части комнаты, под потолком. Этот самый теплый воздух контактирует с верхней частью замерзшего оконного стекла. Он отдает свое тепло стеклу, нагревая его. Процесс таяния льда начинается, как только температура его поверхности становится выше 0°C. Поскольку верхняя часть окна нагревается теплым воздухом в первую очередь, оттаивание ледяного покрова начинается именно сверху.

Ответ: Промерзание стекол начинается снизу из-за конвекции: охлажденный стеклом воздух становится плотнее и опускается, поэтому самая низкая температура устанавливается внизу. Оттаивание начинается сверху, так как теплый воздух в комнате менее плотный, он поднимается вверх и в первую очередь нагревает верхнюю часть стекла, вызывая таяние льда.