Question

1.В один из двух пустых стаканов бросают горящую бумагу и накрывают вторым, соединяя резиновым кольцом для лучшего контакта. Стаканы «прилипают» друг к другу. Почему? 2.В пробирку кладут лед и заливают его водой. Начинают нагревать ее, но не снизу, как обычно, , а сверху, около горлышка. Вода быстро закипает, а на дне остается нерастаявший лед.

Answer 1

№1

Стаканы "прилипают" под действием атмосферного давления.

При горении расходуется (сжигается) кислород. Давление внутри стаканов делается меньше атмосферного. За счет этого стаканы трудно оторвать друг от друга.

Горящая бумага может привести к расколу стакана.

Лучше этот опыт провести иначе.

Налить в глубокую тарелку стакан воды. Взять пустой спичечный коробок. Сверху проделать небольшую дырку, в которую вставить пучок спичек. Положить плавать в тарелку с водой. Поджечь спички (хоть одну) и быстро накрыть банкой 800 мл или литровой. Кислород сгорит. Давление в банке уменьшится. Она втянет в себя воду. Тарелка станет сухой. Можно положить монетку на дно тарелки и дать задание: вынуть монетку из тарелки, не замочив руку.

Этот опыт можно провести самим и он безопасен. Банка не соприкасается с огнем и не расколется.

№2

Здесь есть хитрость. Лед в воде плавает. Поэтому его надо придавить. Я прижимала плотный снег маленьким дуршлачком (крошечный половник с дырочками) с длинной ручкой из набора для показа конвекции воды. Пробирку надо наклонить, чтобы пламя свечки нагревало только воду у поверхности. Вода быстро закипает, идет пар из пробирки, а снег (лед) не тает.

Это демонстрация плохой теплопроводности воды. Воду и воздух нагревают снизу. Она расширяется и всплывает, как более легкая. Идет конвекция. Нагревание жидкости ее струями, потоками. Тоже с нагреванием воздуха при помощи батареи.

А при помощи теплопроводности (передачи энергии от молекулы к молекуле) ни жидкости ни газы не нагревают. Можно, но это очень долгий процесс. Теплопроводность жидкостей и газов плохая. Поэтому кипящая в пробирке вода не приводит к таянию льда на ее дне.

Answer 2

1. Скорее всего, это происходит из-за изменения давления и температуры внутри стаканов. Когда горящая бумага начинает сгорать, она выделяет газы, которые нагревают воздух внутри стаканов. В результате увеличивается давление газов внутри стаканов. Когда второй стакан накрывают первым, между ними образуется замкнутый объем воздуха, который нагревается и расширяется.

Из-за того что второй стакан накрыт первым, горячий воздух не может эффективно диффундировать и выйти наружу, создавая вакуум между стаканами. Это создает разницу в давлении внутри и снаружи стаканов. Из-за внешнего атмосферного давления стаканы притягиваются друг к другу. Это явление называется "вакуумным сцеплением" или "вакуумным прилипанием".

2. Когда вы начинаете нагревать воду сверху, около горлышка пробирки, происходит явление, называемое "конвекцией". Конвекция - это процесс передачи тепла через перемещение горячих и холодных масс вещества. В данном случае, верхний слой воды, нагреваясь, становится менее плотным и поднимается вверх, а более холодный и плотный водяной слой снизу опускается.

Когда вода начинает нагреваться сверху, образуется вертикальный поток, который называется "конвекционным током". Этот ток помогает равномерно распределить тепло по всему объему воды, что ускоряет процесс кипения. Лед на дне пробирки остается относительно холодным, так как верхний поток нагретого воздуха и пара уносит тепло с верхних слоев воды.