Приклади речовин, що мають велику теплопровідність. Презентація: Температура та теплова рівновага - Гіпермаркет знань. Що таке теплопровідність

У попередньому параграфі ми з'ясували, що при опусканні металевої спиці в склянку з гарячою водоюдуже скоро кінець спиці ставав також гарячим. Отже, внутрішня енергія, як будь-який вид енергії, може бути передана від одних тіл до інших. Внутрішня енергія може передаватися і від частини тіла до іншої. Так, наприклад, якщо один кінець цвяха нагріти в полум'ї, то інший його кінець, що знаходиться в руці, поступово нагріється і палитиме руку.

Явище передачі внутрішньої енергії від однієї частини тіла до іншої або від одного тіла до іншого при безпосередньому контакті називається теплопровідністю.

Вивчимо це явище, зробивши ряд дослідів із твердими тілами, рідиною та газом.

Внесемо у вогонь кінець дерев'яної палиці. Він спалахне. Інший кінець палиці, що знаходиться зовні, буде холодним. Значить, дерево має поганою теплопровідністю.

Піднесемо до полум'я спиртування кінець тонкої скляної палички. Через деякий час він нагріється, а інший кінець залишиться холодним. Отже, і скло має погану теплопровідність.

Якщо ж ми нагріватимемо в полум'ї кінець металевого стрижня, то дуже скоро весь стрижень сильно нагріється. Втримати його в руках ми вже не зможемо.

Отже, метали добре проводять тепло, тобто мають велику теплопровідність. Найбільшу теплопровідність мають срібло та мідь.

Розглянемо передачу тепла від однієї частини твердого тіла до іншої наступного досвіду.

Закріпимо один кінець товстого мідного дроту у штативі. До дроту прикріпимо воском кілька гвоздиків. При нагріванні вільного кінця дроту в полум'ї спиртування віск танутиме. Гвоздики почнуть поступово відвалюватись (рис. 5). Спочатку відпадуть ті, що розташовані ближче до полум'я, потім по черзі всі інші.

Мал. 5. Передача тепла від однієї частини твердого тіла до іншої

З'ясуємо, як відбувається передача енергії дротом. Швидкість коливального руху частинок металу збільшується в тій частині дроту, що ближче до полум'я. Оскільки частки постійно взаємодіють одна з одною, то збільшується швидкість руху сусідніх частинок. Починає підвищуватися температура наступної частини дроту тощо.

Слід пам'ятати, що з теплопровідності немає переносу речовини від кінця тіла до іншого.

Розглянемо тепер теплопровідність рідин. Візьмемо пробірку з водою і нагріватимемо її верхню частину. Вода біля поверхні швидко закипить, а біля дна пробірки цей час вона лише нагріється (рис. 6). Значить, у рідин теплопровідність невелика, крім ртуті і розплавлених металів.

Мал. 6. Теплопровідність рідини

Це тим, що у рідинах молекули розташовані великих відстанях друг від друга, ніж у твердих тілах.

Досліджуємо теплопровідність газів. Суху пробірку одягнемо на палець і нагріємо в полум'ї спиртування денцем вгору (рис. 7). Палець при цьому довго не відчує тепла.

Мал. 7. Теплопровідність газу

Це з тим, що відстань між молекулами газу ще більше, ніж в рідин і твердих тіл. Отже, теплопровідність газів ще менше.

Отже, теплопровідність у різних речовин різна.

Досвід, зображений на малюнку 8, показує, що теплопровідність у різних металівнеоднакова.

Мал. 8. Теплопровідність різних металів

Погана теплопровідність має вовну, волосся, пір'я птахів, папір, пробка та інші пористі тіла. Це з тим, що між волокнами цих речовин міститься повітря. Найнижча теплопровідність має вакуум (звільнений від повітря простір). Пояснюється це тим, що теплопровідність – це перенесення енергії від однієї частини тіла до іншої, що відбувається при взаємодії молекул чи інших частинок. У просторі, де немає частинок, теплопровідність не може здійснюватися.

Якщо виникає необхідність захистити тіло від охолодження або нагрівання, застосовують речовини з малою теплопровідністю. Так, для каструль, сковорідок ручки виготовляють із пластмаси. Будинки будують з колод або цегли, що мають погану теплопровідність, а значить, що оберігають приміщення від охолодження.

Запитання

Як відбувається передача енергії металевим дротом?
Поясніть досвід (див. мал. 8), який показує, що теплопровідність міді більша, ніж теплопровідність сталі.
Які речовини мають найбільшу та найменшу теплопровідність? Де їх застосовують?
Чому хутро, пух, пір'я на тілі тварин та птахів, а також одяг людини захищають від холоду?

Вправа 3

Чому глибокий пухкий сніг оберігає озимі хліба від вимерзання?
Підраховано, що теплопровідність соснових дощок у 3,7 рази більша, ніж соснової тирси. Чим пояснити таку різницю?
Чому вода не замерзає під товстим шаром льоду?
Чому вираз «шуба гріє» неправильно?

Завдання

Візьміть чашку з гарячою водою і водночас опустіть у воду металеву та дерев'яну ложки. Яка із ложок швидше нагріється? Яким способом здійснюється теплообмін між водою та ложками? Як змінюється внутрішня енергія води та ложок?

Внутрішня енергія, як і будь-який інший вид енергії, може передаватися від одного тіла до іншого. Ми вже розглянули один із прикладів такої передачі- передачу енергії від гарячої водидо холодної ложки. Такий вид теплопередачі називається теплопровідністю.

Теплопровідність можна спостерігати на такому досвіді. Закріплюють один кінець товстого мідного дроту в штативі, а до дроту прикріплюють воском кілька гвоздиків (рис. 183). При нагрівання вільного кінця дроту в полум'ї спиртування віскплавиться, і гвоздики поступово відпадають від дроту. Спочатку відпадуть ті, що розташовані ближче до полум'я, потім по черзі всі інші.

Як відбувається передача енергії дротом?

Спочатку гаряче полум'я викликає посилення коливального руху частинок металу одному кінці дроту і температура його підвищується. Потім це посилення руху передається сусіднім часткам, і їх коливань також збільшується, тобто. підвищується температура наступної частини дроту. Потім збільшується швидкість коливання наступних частинок і т. д. При цьому дуже важливо помітити, що при теплопровідності сама речовина не переміщається від кінця тіла до іншого.

Різні речовини мають різну теплопровідність. У цьому можна переконатися на досвіді, в якому енергія передається стрижнями з різних металів (рис. 184). І з життєвого досвіду ми знаємо, що одні речовини мають більшу теплопровідність, ніж інші.Залізний цвях, наприклад, не можна довго нагрівати, тримаючи в руці, а сірник, що горить, можна тримати до тих пір, поки полум'я не торкнеться руки.

Велику теплопровідність мають метали, особливо срібло та мідь.

У рідин, крім розплавлених металів, наприклад ртуті, теплопровідність невелика. У газів теплопровідність ще менша. Адже молекули їх знаходяться далеко один від одногота передача руху від однієї молекули до іншої утруднена.

Вовна, пух, хутро та інші пористі тіла між своїми волокнами містять повітря і тому мають погану теплопровідність. Ось чому вовна, хутро, пух захищають тварин від охолодження. Захищає тварин від охолодження та жировий шар, який є у водоплавних птахів, у китів, моржів, тюленів.

Найменшу теплопровідність має вакуум – сильно розріджений газ. Пояснюється це тим, що теплопровідність, тобто перенесення енергії від однієї частини тіла до іншої,здійснюють молекули або інші частинки, - отже, там, де немає частинок, теплопровідність не може здійснюватися.

Речовини із малою теплопровідністю застосовують там, де необхідно зберігати енергію. Наприклад, цегляні стіни допомагають зберігати внутрішню енергію у приміщенні. Можна, можливо захистити тіла, і від нагрівання, наприклад лід у льоху зберігають,обкладаючи льох соломою, тирсою і землею, які мають погану теплопровідність.

Запитання. 1.На якому досвіді можна спостерігати передачу внутрішньої енергії твердим тілом? 2. Як відбувається передача енергії металевим дротом? 3. Які речовини мають найбільшу та найменшу теплопровідність? Де їх застосовують?

Вправи. 1.Чому глибокий пухкий сніг оберігає озимі хліба від вимерзання? 2. Поясніть, чому солома, сіно, сухе листя мають погану теплопровідність. 3. Підраховано, що теплопровідність соснових дощок у 3,7 разу більша, ніж соснової тирси, теплопровідність льоду в 21,6 рази більша, ніж снігу, що випав (сніг складається з дрібних кристаликів льоду). Чим пояснити таку різницю? 4. Чому вираз «шуба гріє» неправильно? 5. Ножиці та олівці, що лежать на столі, мають однакову температуру. Чому ж на дотик ножиці здаються холоднішими? 6. Поясніть, як хутро, пух, пір'я на тілі тварин, а також одяг людини захищають від холоду.

, 10 клас
Тема: « Температура та теплова рівновага »

Теплові явища

Які види теплопередачі ви знаєте?

Конвекція;

Теплопровідність;

Випромінювання.

Що таке теплопровідність?

Відповідь: перенесення тепла під час взаємодії частинок.

Які речовини мають найбільшу та найменшу теплопровідність?

Відповідь: найбільша – у металів, найменша – у газів.

У чому явище конвекції?

Відповідь: перенесення тепла потоками рідини чи газу.