Номер 72, страница 10 - гдз по физике 8 класс сборник задач Исаченкова, Слесарь

Решение

Физический принцип работы «турбины», изображенной на рисунке, основан на явлении тепловой конвекции.

1. Включенная лампа накаливания является источником тепла и света. Значительная часть потребляемой ею электрической энергии преобразуется в теплоту, которая нагревает окружающий воздух.

2. Воздух, находящийся непосредственно над горячей колбой лампы, нагревается. При нагревании газ расширяется, в результате чего его плотность, определяемая как отношение массы к объему ($\rho = m/V$), уменьшается.

3. Согласно закону Архимеда, на менее плотный нагретый воздух со стороны окружающего более холодного и плотного воздуха действует выталкивающая сила, направленная вверх.

4. Под действием этой силы нагретый воздух начинает подниматься, создавая восходящий конвекционный поток.

5. Этот восходящий поток воздуха наталкивается на лопасти легкой вертушки («турбины»). Поскольку лопасти установлены под углом к вертикальной оси, поток воздуха оказывает на них давление.

6. Сила давления воздуха создает вращающий момент, который приводит вертушку в движение — она начинает вращаться.

Таким образом, в установке происходит следующая цепь преобразований энергии: электрическая энергия в лампе → внутренняя (тепловая) энергия воздуха → кинетическая энергия восходящего потока воздуха → механическая (кинетическая) энергия вращения «турбины».

Ответ: Работа «турбины» основана на явлении конвекции: воздух над горячей лампой нагревается, его плотность уменьшается, и он поднимается вверх. Этот восходящий поток воздуха (конвекционный поток) вращает лопасти «турбины».