Примери за вещества с висока топлопроводимост. Презентация: Температурно и топлинно равновесие - Хипермаркет на знанието. Какво е топлопроводимост

В предишния параграф разбрахме, че при спускане на метална игла в чаша с топла водамного скоро краят на спицата също стана горещ. Следователно вътрешната енергия, като всеки вид енергия, може да се прехвърля от едно тяло на друго. Вътрешната енергия също може да се прехвърля от една част на тялото в друга. Така например, ако единият край на нокът се нагрее в пламък, тогава другият му край, който е в ръката, постепенно ще се нагрее и ще изгори ръката.

Явлението на пренос на вътрешна енергия от една част на тялото към друга или от едно тяло към друго, когато те са в пряк контакт, се нарича топлопроводимост.

Нека проучим това явление, като направим серия от експерименти с твърди тела, течности и газове.

Нека сложим края на дървена пръчка в огъня. Ще се запали. Другият край на клечката, който е отвън, ще бъде студен. Значи дървото има лоша топлопроводимост.

Довеждаме края на тънка стъклена пръчка до пламъка на спиртната лампа. След известно време той ще се нагрее, докато другият край ще остане студен. Следователно стъклото също има лоша топлопроводимост.

Ако нагреем края на метален прът в пламък, тогава много скоро целият прът ще стане много горещ. Вече не можем да го държим в ръцете си.

Това означава, че металите провеждат топлината добре, тоест имат голяма топлопроводимост. Среброто и медта имат най-висока топлопроводимост.

Помислете за прехвърлянето на топлина от една част на твърдо тяло към друга в следващия експеримент.

Закрепваме единия край на дебела медна тел в статив. Прикрепете няколко карамфила към жицата с восък. Когато свободният край на жицата се нагрее в пламъка на алкохолна лампа, восъкът ще се стопи. Карамфилите ще започнат да падат постепенно (фиг. 5). Първо, тези, които са по-близо до пламъка, ще изчезнат, след това всички останали на свой ред.

Ориз. 5. Пренос на топлина от една част на твърдо тяло към друга

Нека разберем как се пренася енергията по проводника. Скоростта на осцилаторното движение на металните частици се увеличава в тази част от жицата, която е по-близо до пламъка. Тъй като частиците постоянно взаимодействат една с друга, скоростта на движение на съседните частици се увеличава. Температурата на следващото парче тел започва да се повишава и т.н.

Трябва да се помни, че по време на топлопроводимост няма пренос на материя от единия край на тялото към другия.

Помислете сега за топлопроводимостта на течностите. Вземете епруветка с вода и започнете да нагрявате горната й част. Водата на повърхността скоро ще заври, а на дъното на епруветката през това време само ще се нагрее (фиг. 6). Това означава, че течностите имат ниска топлопроводимост, с изключение на живак и разтопени метали.

Ориз. 6. Топлопроводимост на течността

Това се дължи на факта, че в течностите молекулите са разположени на по-голямо разстояние една от друга, отколкото в твърдите тела.

Изследваме топлопроводимостта на газовете. Поставяме суха епруветка на пръст и я загряваме в пламъка на спиртна лампа с дъното нагоре (фиг. 7). Пръстът няма да се затопля дълго време.

Ориз. 7. Топлопроводимост на газа

Това се дължи на факта, че разстоянието между молекулите на газа е дори по-голямо от това на течности и твърди вещества. Следователно топлопроводимостта на газовете е още по-малка.

Така, топлопроводимостта на различните вещества е различна.

Експериментът, показан на фигура 8, показва, че топлопроводимостта на различни металине е същото.

Ориз. 8. Топлопроводимост на различни метали

Вълна, коса, птичи пера, хартия, корк и други порести тела имат лоша топлопроводимост. Това се дължи на факта, че между влакната на тези вещества се съдържа въздух. Вакуумът (пространството, освободено от въздух) има най-ниска топлопроводимост. Това се обяснява с факта, че топлопроводимостта е пренос на енергия от една част на тялото към друга, което се случва по време на взаимодействието на молекули или други частици. В пространство, където няма частици, топлопроводимостта не може да се осъществи.

Ако има нужда да се предпази тялото от охлаждане или нагряване, тогава се използват вещества с ниска топлопроводимост. Така че, за тенджери, тигани, дръжките са изработени от пластмаса. Къщите са изградени от дървени трупи или тухли, които имат лоша топлопроводимост, което означава, че предпазват помещенията от охлаждане.

Въпроси

Как се пренася енергията през метална жица?
Обяснете опита (виж фиг. 8), който показва, че топлопроводимостта на медта е по-голяма от топлопроводимостта на стоманата.
Кои вещества имат най-висока и най-ниска топлопроводимост? Къде се използват?
Защо козината, пухът, перата по тялото на животните и птиците, както и човешкото облекло предпазват от студа?

Упражнение 3

Защо дълбокият насипен сняг предпазва зимните култури от замръзване?
Смята се, че топлопроводимостта на боровите плочи е 3,7 пъти по-голяма от тази на боровите стърготини. Как да обясня такава разлика?
Защо водата не замръзва под дебел слой лед?
Защо изразът "кожено палто топло" е неправилен?

Упражнение

Вземете чаша гореща вода и потопете метална и дървена лъжица във водата едновременно. Коя лъжица ще се загрее по-бързо? Как се обменя топлина между вода и лъжици? Как се променя вътрешната енергия на водата и лъжиците?

Вътрешната енергия, както всеки друг вид енергия, може да се прехвърля от едно тяло на друго. Ние вече счита за един от примерите за такова прехвърляне- пренос на енергия от топла водана студена лъжица. Този вид пренос на топлина се нарича проводимост.

Топлопроводимостта може да се наблюдава в следния експеримент. Те фиксират единия край на дебела медна тел в статив, а няколко карамфила се прикрепват към жицата с восък (фиг. 183). В нагряване на свободния край на жицата в пламъка на восък от спиртна лампаразтапя се, а шпилките постепенно падат от жицата. Първо, тези, които са по-близо до пламъка, ще изчезнат, след това всички останали на свой ред.

Как се пренася енергията през проводник?

Първо, горещият пламък причинява увеличаване на осцилаторното движение на металните частици в единия край на проводника и температурата му се повишава. Тогава това увеличение на движението се прехвърля на съседни частици, като скоростта на техните трептения също се увеличава, т.е. температурата на следващата част от проводника се повишава. След това се увеличава скоростта на трептене на следващите частици и т. н. Много е важно да се отбележи, че по време на топлопроводимост самото вещество не се движи от единия край на тялото до другия.

Различните вещества имат различна топлопроводимост. Това може да се види в експеримент, при който енергията се пренася през пръти от различни метали (фиг. 184). А от житейски опит знаем, че някои вещества имат по-голяма топлопроводимост от други.Железен пирон, например, не може да се нагрява дълго време, докато го държите в ръка, но може да се държи горяща клечка, докато пламъкът докосне ръката.

Металите имат висока топлопроводимост, особено среброто и медта.

В течности, с изключение на разтопени метали, като живак, топлопроводимостта е ниска. Газовете имат по-ниска топлопроводимост. След всичко техните молекули са далеч една от другаи прехвърлянето на движение от една молекула към друга е трудно.

Вълната, пухът, козината и други порести тела съдържат въздух между влакната си и поради това имат лоша топлопроводимост. Ето защо вълна козина, пух предпазват животните от охлаждане. Предпазва животните от охлаждане и мастния слой, който има при водолюбиви птици, китове, моржове, тюлени.

Вакуумът, силно разреден газ, има най-ниска топлопроводимост. Това се обяснява с факта, че топлопроводимостта, т.е. прехвърлянето на енергия от една част на тялото към другаизвършват молекули или други частици - следователно, където няма частици, топлопроводимост не може да се случи.

Вещества с ниска топлопроводимост се използват там, където е необходимо да се пести енергия. Например тухлените стени помагат да се запази вътрешната енергия в стаята. Мога за защита на тялото и от нагряване, например, се запазва ледът в мазето,облицоване на мазето със слама, дървени стърготини и пръст, които имат лоша топлопроводимост.

Въпроси. един.Какъв опит може да се използва за наблюдение на преноса на вътрешна енергия твърдо? 2. Как става пренасянето на енергия през метална тел? 3. Кои вещества имат най-висока и най-ниска топлопроводимост? Къде се използват?

Упражнения. един.Защо дълбокият насипен сняг предпазва зимните култури от замръзване? 2. Обяснете защо сламата, сеното, сухите листа имат лоша топлопроводимост. 3. Изчислено е, че топлопроводимостта на боровите дъски е 3,7 пъти по-голяма от тази на боровите стърготини, топлопроводимостта на леда е 21,6 пъти по-голяма от тази на току-що падналия сняг (снегът се състои от малки ледени кристали). Как да обясня такава разлика? 4. Защо изразът "шубинка топло" е неправилен? 5. Ножиците и моливите, лежащи на масата, имат еднаква температура. Защо ножиците са по-студени на допир? 6. Обяснете как козината, пухът, перата по тялото на животните, както и човешкото облекло предпазват от студа.

, 10 клас
Тема: " Температура и топлинно равновесие »

топлинни явления

Какви видове топлопренос познавате?

Конвекция;

Топлопроводимост;

радиация.

Какво е топлопроводимост?

Отговор: пренос на топлина по време на взаимодействието на частиците.

Кои вещества имат най-висока и най-ниска топлопроводимост?

Отговор: най-големият - за метали, най-малкият - за газове.

Какво представлява явлението конвекция?

Отговор: пренос на топлина чрез течни или газови потоци.