Вещества с хорошей теплопроводностью

Теплообмен — это процесс изменения внутренней энергии без совершения работы над телом или самим телом.
Теплообмен всегда происходит в определенном направлении: от тел с более высокой температурой к телам с более низкой.
Когда температуры тел выравниваются, теплообмен прекращается.
Теплообмен может осуществляться тремя способами:

  1. теплопроводностью
  2. конвекцией
  3. излучением

Теплопроводность

Теплопроводность — явление передачи внутренней энергии от одной части тела к другой или от одного тела к другому при их непосредственном контакте.
Наибольшей теплопроводностью обладают металлы — она у них в сотни раз больше, чем у воды. Исключением являются ртуть и свинец, но и здесь теплопроводность в десятки раз больше, чем у воды.
При опускании металлической спицы в стакан с горячей водой очень скоро конец спицы становился тоже горячим. Следовательно, внутренняя энергия, как и любой вид энергии, может быть передана от одних тел к другим. Внутренняя энергия может передаваться и от одной части тела к другой. Так, например, если один конец гвоздя нагреть в пламени, то другой его конец, находящийся в руке, постепенно нагреется и будет жечь руку.
Нагревание кастрюли на электрической плитке происходит через теплопроводность.
Изучим это явление, проделав ряд опытов с твердыми телами, жидкостью и газом.
Внесем в огонь конец деревянной палки. Он воспламенится. Другой конец палки, находящийся снаружи, будет холодным. Значит, дерево обладает плохой теплопроводностью.
Поднесем к пламени спиртовки конец тонкой стеклянной палочки. Через некоторое время он нагреется, другой же конец, останется холодным. Следовательно, и стекло имеет плохую теплопроводность.
Если же мы будем нагревать в пламени конец металлического стержня, то очень скоро весь стержень сильно нагреется. Удержать его в руках мы уже не сможем.
Значит, металлы хорошо проводят тепло, т. е. имеют большую теплопроводность. Наибольшей теплопроводностью обладают серебро и медь.
Теплопроводность у различных веществ различна.
Плохой теплопроводностью обладают шерсть, волосы, перья птиц, бумага, пробка и другие пористые тела. Это связано с тем, что между волокнами этих веществ содержится воздух. Самой низкой теплопроводностью обладает вакуум (освобожденное от воздуха пространство). Объясняется это тем, что теплопроводность — это перенос энергии от одной части тела к другой, который происходит при взаимодействии молекул или других частиц. В пространстве, где нет частиц, теплопроводность осуществляться не может.
Если возникает необходимость предохранить тело от охлаждения или нагревания, то применяют вещества с малой теплопроводностью. Так, для кастрюль, сковородок ручки из пластмассы. Дома строят из бревен или кирпича, обладающих плохой теплопроводностью, а значит, предохраняют от охлаждения.

Конвекция

Конвекция — это процесс теплопередачи, осуществляемый путем переноса энергии потоками жидкости или газа.
Пример явления конвекции: небольшая бумажная вертушка, поставленная над пламенем свечи или электрической лампочкой, под действием поднимающегося нагретого воздуха начинает вращаться. Это явление можно объяснить таким образом. Воздух, соприкасаясь с теплой лампой, нагревается, расширяется и становится менее плотным, чем окружающий его холодный воздух. Сила Архимеда, действующая на теплый воздух со стороны холодного снизу вверх, больше, чем сила тяжести, которая действует на теплый воздух. В результате нагретый воздух «всплывает», поднимается вверх, а его место занимает холодный воздух.
При конвекции энергия переносится самими струями газа или жидкости.
Различают два вида конвекции:

  • естественная (или свободная)

Возникает в веществе самопроизвольно при его неравномерном нагревании. При такой конвекции нижние слои вещества нагреваются, становятся легче и всплывают, а верхние слои, наоборот, остывают, становятся тяжелее и опускаются вниз, после чего процесс повторяется.

  • вынужденная

Наблюдается при перемешивании жидкости мешалкой, ложкой, насосом и т. д.
Для того, чтобы в жидкостях и газах происходила конвекция, необходимо их нагревать снизу.
Конвекция в твердых телах происходить не может.

Излучение

Излучение — электромагнитное излучение, испускаемое за счет внутренней энергии веществом, находящимся при определенной температуре.
Мощность теплового излучения объекта, удовлетворяющего критериям абсолютно черного тела, описывается законом Стефана — Больцмана.
Отношение излучательной и поглощательной способностей тел описывается законом излучения Кирхгофа.
Передача энергии излучением отличается от других видов теплопередачи: она может осуществляться в полном вакууме.
Излучают энергию все тела: и сильно нагретые, и слабо, например тело человека, печь, электрическая лампочка и др. Но чем выше температура тела, тем больше энергии передает оно путем излучения. При этом энергия частично поглощается этими телами, а частично отражается. При поглощении энергии тела нагреваются по-разному, в зависимости от состояния поверхности.
Тела с темной поверхностью лучше поглощают и излучают энергию, чем тела, имеющие светлую поверхность. В то же время тела с темной поверхностью охлаждаются быстрее путем излучения, чем тела со светлой поверхностью. Например, в светлом чайнике горячая вода дольше сохраняет высокую температуру, чем в темном.

Читайте также:  Фольга какой стороной внутрь

Главная > Документ

Информация о документе
Дата добавления:
Размер:
Доступные форматы для скачивания:

1. Какие из перечисленных ниже веществ обладают хорошей теплопроводностью:
медь, воздух, алюминий, вода, стекло, водяной пар?

Ответ: хорошей теплопроводностью обладают: медь и алюминий

2. Какие из перечисленных ниже веществ обладают плохой теплопроводностью:
картон, железо, резина, сталь, бумага?

Ответ: плохой теплопроводностью обладают: картон, резина, бумага

3. В алюминиевую и стеклянную кастрюли одинаковой вместимости наливают горячую воду.
Какая из кастрюль быстрее нагреется до температуры налитой в нее воды?

Ответ: алюминиевая кастрюля нагреется быстрее потому,
что у нее больше теплопроводность

4. Обыкновенный или пористый кирпич обеспечит лучшую теплоизоляцию здания?
пористый кирпич обеспечит лучшую теплоизоляцию здания потому,
что пустоты заполненные воздухом обладают плохой теплопроводностью (?)

5. В какой обуви больше мерзнут ноги зимой: в просторной или тесной?

Ответ: в тесной, поскольку в ней нет воздушной прослойки,
обладающей низкой теплопроводностью

6. Какой из видов теплопередачи играет основную роль в нагревании воды в чайнике,
стоящем на плите?

Ответ: основную роль в нагревании воды в чайнике играет конвекция

7. Необходимо быстрее охладить воду, налитую в бак.
Что лучше сделать — поставить бак на лед или положить лед на крышку бака?
Ответ: для того чтобы быстрее охладить воду, налитую в бак,
необходимо на крышку бака положить лед
при конвекции теплые слои воды поднимаются вверх
при соприкосновении с холодной крышкой охлаждаются (?)

8. В каком платье летом менее жарко: в светлом или в темном?

Ответ: в светлом платье летом менее жарко потому,
что оно поглощает меньше солнечной энергии,
передаваемой посредством излучения

9. Какие почвы при одинаковых условиях сильнее прогреваются на солнце —
подзолистые или черноземные?

Ответ: на солнце сильнее прогреваются черноземные почвы потому,
что они больше поглощают энергию солнечных лучей

10. Чай сохраняют горячим в термосе. Можно ли сохранить в нем холодный морс?

Ответ: в термосе можно сохранить холодный морс потому, что…(?)

1. Почему ручки кранов у баков с горячей водой делают деревянными?

Ответ: ручки кранов у баков с горячей водой делают деревянными потому,
что они обладают плохой теплопроводностью

2. Летом лед сохраняют под слоем опилок и земли. Почему?

Ответ: летом лед сохраняют под слоем опилок и земли потому,
что он обладают плохой теплопроводностью

3. В каком случае кусок льда, внесенный в комнату, растает быстрее:
когда его просто положат на стол или когда сверху прикроют шерстяным платком?

Ответ: кусок льда, внесенный в комнату, растает быстрее, когда его просто положат на стол(?)

4. Зачем на нефтебазах баки для хранения топлива красят «серебряной» краской?

Ответ: на нефтебазах баки для хранения топлива красят «серебряной» краской потому,
что светлые поверхности плохо нагреваются под действием излучения(?)

5. Почему отопительные батареи в помещении располагают вблизи пола, а не у потолка?

Ответ: холодный воздух, поступающий через окно, тяжелее теплого,
и поэтому он опускается вниз, где нагревается от батареи центрального отопления

6. Какие из тел — твердые тела, жидкости или газы — обладают наименьшей теплопроводностью? Почему?

Читайте также:  Как называется утеплитель с фольгой и поролоном

Ответ: наименьшей теплопроводностью обладают газы потому,
что молекулы газа находятся на большом расстоянии друг от друга
и плохо взаимодействуют (?)

7. Где необходимо держать термометр для определения температуры воздуха —
в тени или на солнце?
Ответ: для определения температуры воздуха термометр необходимо держать в тени потому,
что… (?)

8. Что остынет быстрее: стакан компота или стакан киселя? Почему?

Ответ: стакан компота остынет быстрее потому,
что в нем взаимное притяжение между молекулами меньше
и конвекция происходит быстрее (?)

9. Почему в низинах растения чаще гибнут от заморозков, чем на возвышенности?

Ответ: холодный воздух тяжелее теплого и поэтому он опускается вниз
в низинах в безоблачную ночь холоднее, чем на на возвышенностях (?)

10. Почему весной снег тает быстрее в городе, чем в поле?

Ответ: весной снег в городе тает быстрее потому, что здания под действием солнечного излучения хорошо прогреваются и передают часть своей энергии снегу(?)

1. Какие тела — твердые, жидкие или газообразные — обладают лучшей теплопроводностью?

Ответ: твердые тела обладают лучшей теплопроводностью потому,
что молекулы у них находятся на маленьком расстоянии друг от друга
и хорошо взаимодействуют (?)

2. В каких телах — жидкостях, твердых телах, газах — наблюдается конвекция? Почему?

Ответ: конвекция наблюдается в жидкостях и газах потому,
что в них взаимное притяжение между молекулами меньше и молекулы могут свободно перемещаться (?)

3. При какой температуре и металл, и дерево будут казаться на ощупь одинаково нагретыми?

Ответ: и металл и дерево будут казаться на ощупь одинаково нагретыми при температуре 36,6 0 С потому, что при этой температуре теплообмена не будет (?)

4. Необходимо побыстрее охладить бутылку с лимонадом. Куда для этого следует поместить бутылку: в снег или в измельченный лед, если температура их одинакова?

Ответ: для того чтобы быстро охладить бутылку с лимонадом ее надо поместить в измельченный лед, который обладает большей теплопроводностью, поэтому теплообмен будет идти быстрее (?)

5. Когда парусным судам удобнее входить в гавань — днем или ночью?

Ответ: парусным судам удобнее входить в гавань днем, когда суша быстрее прогревается солнцем, прогретый воздух поднимается вверх, а ему на смену, со сторны моря, идет поток холодного воздуха – дневной бриз (?)

6. В чашку налили горячий кофе. Что надо сделать, чтобы кофе остыл быстрее: налить в него молоко сразу или спустя некоторое время?

Ответ: для того чтобы горячий кофе остыл быстрее молоко в него надо налить спустя некоторое время
на поверхности кофе образуется пленка, которая обладает плохой теплопроводностью(?)

7. Какие фабричные трубы лучше: железные или кирпичные?

Ответ: кирпичные фабричные трубы лучше потому,
что они обладают плохой теплопроводностью
в верхней части трубы окружены слоем холодного воздуха,
поэтому тяга в кирпичной трубе лучше(?)

8. Когда тяга в трубах лучше — зимой или летом? Почему?
Ответ: тяга в трубах лучше зимой потому,
что …(?)

9. Почему оконные стекла начинают замерзать снизу и в большей мере, чем сверху?

Ответ: холодный воздух тяжелее теплого и поэтому он опускается вниз(?)

10. Будет ли гореть свеча на борту космического орбитального комплекса?

Ответ: нет, потому, что конвекция осуществляется за счет силы Архимеда,
которой не возникает в состоянии невесомости

11. Почему в комнате при температуре 20°С мы чувствуем себя теплее,
чем в воде при температуре 25°С?

Ответ: теплопроводность воды больше, поэтому в ней теплообмен идет быстрее,
температура тела быстро снижается (?)

12. Почему в холодную погоду многие животные спят, свернувшись в клубок?

Ответ: чем меньше поверхность тела животного, тем меньше тепла оно
отдает окружающему его воздуху(?)

13. Почему самая высокая температура воздуха не в полдень, а после полудня?

Ответ: днем поверхность суши сильно нагревается под действием солнечного излучения
и после полудня нагревает воздух путем конвекции(?)

Читайте также:  Как правильно делать теплый пол от отопления

14. В жаркий день сухой термометр показывает 35°С.
Изменятся ли показания термометра, если рядом с ним включить вентилятор?
Рассмотрите два случая: а) термометр находится в тени; б) термометр освещен солнцем.

Ответ: если в жаркий день сухой термометр находится в тени и на него направлен поток воздуха от вентилятора, то его температура не изменится

если в жаркий день сухой термометр освещен солнцем и на него направлен поток воздуха от вентилятора, то его температура уменьшится, потому что при этом конвекция происходит быстрее (?)

15. Как устраивают теплицу? Почему внутри теплиц температура воздуха выше, чем снаружи?

Ответ: для предохранения растений от заморозков используют теплицы.
Стеклянные рамы хорошо пропускают солнечное излучение. Днем почва нагревается.
Ночью теплица препятствует движению теплого воздуха вверх. Поэтому температура в теплице выше, чем в окружающем пространстве.

1.Для какой цели зимой в большой мороз лицо иногда смазывают жирным кремом?

2.Чем дольше находится в употреблении эмалированный чайник, тем медленнее закипает в нем вода. Почему?

3.Зачем в странах Средней Азии местные жители во время сильной жары носят шапки-папахи и ватные халаты?

4. Почему в ясные зимние ночи мороз сильнее, чем в облачную погоду?

4. Если весной или осенью ожидается ясная ночь, садовники разводят костры, дающие много дыма,
обволакивающего растения. Зачем?

5. Известен случай, когда парашютист с раскрытым парашютом, вместо того чтобы опускаться вниз, поднимался вверх. Как это могло случиться?

6. С помощью тепловизора (прибор «ночного видения») можно обнаружить различные тела,
даже незначительно нагретые, причем независимо от того, освещены эти тела или находятся в полной темноте. Какое физическое явление используется в этих приборах?

7. В каком случае нагретая деталь быстрее охладится: если ее положить на деревянную подставку
или на стальную плиту?

8. Какие участки земной поверхности нагреваются в солнечную погоду сильнее:
вспаханное поле или зеленый луг, сухая или увлажненная почва? Почему?

9. Почему зимой даже от хорошо заклеенных окон веет холодом?

10. В каком чайнике – белом или темном – быстрее закипит вода?

11. Почему в печах с высокими трубами тяга больше, чем в печах с низкими трубами?

12. Почему каменный пол кажется более холодным, чем деревянный в одном и том же помещении?

13. Почему опытные хозяйки предпочитают жарить на чугунных сковородках,
а не на алюминиевых?

14. Какой из видов теплопередачи сопровождается переносом вещества?

15. Почему самая высокая температура не в полдень, а после полудня?

16. Земля непрерывно излучает энергию в космическое пространство. Почему же Земля не замерзает?

17. В каком случае энергия передается излучением? Поясните на примере.

18. Почему листья осины колеблются в безветренную погоду?

19. Почему тонкая полиэтиленовая пленка предохраняет растение от ночного холода?

20. Почему, в то время когда в комнате начинает топиться печь,
наблюдается понижение температуры?

Существует и другой способ перемещения тепла (теплопередачи). Он возможен не только в подвижной среде (жидкости и газе), но и в твердых телах. Тепло может перемещаться по телу и через него к другому предмету без перемещения частей этого тела относительно друг друга, т.е. без перемещения вещества. Такой способ носит название теплопроводности.

Различные вещества по-разному проводят тепло. Лучшие проводники тепла — металлы (особенно серебро, медь). Хуже всего проводят тепло теплоизоляторы — воздух, войлок, древесина. Плохая теплопроводность воздуха используется в наших домах — слой воздуха между двойными стеклами окон является прекрасным теплоизолятором.

Таблица теплопроводности
(сравнение чисел характеризует относительную скорость передачи тепла каждым материалом)

Вещество Коэффициент
теплопроводности
Серебро 428
Медь 397
Золото 318
Алюминий 220
Латунь 125
Железо 74
Сталь 45
Свинец 35
Кирпич 0,77
Вода 0,6
Сосна 0,1
Войлок 0,057
Воздух 0,025

Закупка кофемашин кофемашины saeco с доставкой кофе.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *