Номер 2, страница 17 - гдз по физике 8 класс учебник Исаченкова, Громыко

2. Почему конвекция невозможна в твердых телах?

Решение

Конвекция — это вид теплопередачи, который осуществляется путем переноса энергии потоками самого вещества. Этот процесс является доминирующим в жидкостях и газах, то есть в средах, где частицы (атомы и молекулы) обладают подвижностью и могут свободно перемещаться относительно друг друга.

Механизм конвекции можно описать следующим образом:
1. Слой вещества (жидкости или газа), находящийся ближе к источнику тепла, нагревается.
2. При нагревании вещество расширяется, его плотность становится меньше.
3. В поле силы тяжести на это вещество действует выталкивающая сила (сила Архимеда). Менее плотные, нагретые слои начинают подниматься вверх.
4. На их место опускаются более холодные и, соответственно, более плотные слои вещества.
Этот непрерывный процесс циркуляции создает так называемые конвективные потоки, которые и переносят тепло по всему объему.

В твердых телах ситуация принципиально иная. Частицы в твердых телах (атомы, ионы или молекулы) жестко связаны между собой силами межмолекулярного взаимодействия. В кристаллических телах они образуют упорядоченную структуру — кристаллическую решетку. Частицы лишены возможности свободного перемещения по объему тела. Единственный доступный им вид теплового движения — это колебания около своих фиксированных положений равновесия.

Поскольку ключевым условием для возникновения конвекции является возможность макроскопического переноса масс вещества, а в твердых телах это невозможно из-за их жесткой структуры, то и сам процесс конвекции в них не происходит. Основным механизмом передачи тепла в твердых телах является теплопроводность, при которой энергия передается от частицы к частице за счет их взаимодействия без переноса самого вещества.

Ответ: Конвекция невозможна в твердых телах, так как этот вид теплопередачи требует свободного перемещения масс вещества (образования потоков), а в твердых телах частицы жестко связаны друг с другом и могут лишь совершать колебательные движения около своих фиксированных положений.