Номер 2, страница 21 - гдз по физике 8 класс учебник Исаченкова, Громыко

2. Как поступить, чтобы быстрее охладить бутылку минеральной воды: поставить ее на лед или обложить льдом сверху?

Решение

Чтобы быстрее охладить бутылку с минеральной водой, лед следует положить на нее сверху. Это связано с физическим явлением конвекции, которое является основным механизмом переноса тепла в жидкостях и газах.

Когда лед находится сверху бутылки, верхний слой воды охлаждается. При охлаждении плотность воды увеличивается, и она становится тяжелее. Этот более холодный и плотный слой воды опускается на дно бутылки, вытесняя наверх более теплую и менее плотную воду из нижних слоев. Поднявшись, теплая вода в свою очередь охлаждается от льда, становится плотнее и снова опускается.

Таким образом, в бутылке возникают непрерывные циркулирующие потоки, называемые конвекционными. Эти потоки эффективно перемешивают всю воду, обеспечивая быстрое и равномерное охлаждение всего объема.

Если же поставить бутылку на лед, то охладится только нижний слой воды. Став более плотным и тяжелым, он так и останется на дне. Теплые и легкие слои останутся сверху. Естественная конвекция в этом случае не возникнет. Передача холода вверх будет происходить в основном за счет теплопроводности, которая для воды является значительно более медленным процессом по сравнению с конвекцией. В результате охлаждение всей бутылки займет гораздо больше времени.

Ответ: чтобы быстрее охладить бутылку минеральной воды, необходимо обложить ее льдом сверху.