1. питання

У попередньому параграфі ми з'ясували, що при опусканні металевої спиці в склянку з гарячою водою дуже скоро кінець спиці ставав теж гарячим. Отже, внутрішня енергія, як і будь-який вид енергії, може бути передана від одних тіл до інших. Внутрішня енергія може передаватися і від однієї 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 буде палити руку.

Передача внутрішньої енергії від однієї частини цвяха до іншої при нагріванні

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

Вивчимо це явище, виконавши ряд дослідів з твердими тілами, рідинами та газами.

Внесемо в вогонь кінець дерев'яної палиці. Він запалає. Інший кінець палиці, що знаходиться зовні, буде холодним. Значить, дерево має погану теплопровідність.

Піднесемо полум'ї спиртівки кінець тонкої скляної палички. Через деякий час він нагріється, інший же кінець залишиться холодним. Отже, і скло має погану теплопровідність.

Нагрівання скляної палички в гарячій воді, що свідчить про погану теплопровідність скла

Якщо ж ми будемо нагрівати в полум'ї кінець металевого стержня, то дуже скоро весь стрижень сильно нагріється. Утримати його в руках ми вже не зможемо.

Значить, метали добре проводять тепло, т. Е. Мають велику теплопровідність. Найбільшою теплопровідністю володіють срібло і мідь.

Розглянемо передачу тепла від однієї частини твердого тіла до іншого на наступному досвіді.

Закріпимо один кінець товстої мідного дроту в штативі. До дроту прикріпимо воском кілька цвяхів. При нагріванні вільного кінця дроту в полум'ї спиртівки віск буде танути. Гвоздики почнуть поступово відвалюватися (рис. 5). Спочатку відпадуть ті, які розташовані ближче до полум'я, потім по черзі всі інші.

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

З'ясуємо, як відбувається передача енергії по дроті. Швидкість коливального руху частинок металу збільшується в тій частині дроту, яка ближче розташована до полум'я. Оскільки частки постійно взаємодіють один з одним, то збільшується швидкість руху сусідніх частинок. Починає підвищуватися температура наступній частині дроту і т. Д.

Слід пам'ятати, що при теплопровідності не відбувається перенесення речовини від одного кінця тіла до іншого.

Розглянемо тепер теплопровідність рідин. Візьмемо пробірку з водою і станемо нагрівати її верхню частину. Вода у поверхні скоро закипить, а у дна пробірки за цей час вона тільки нагріється (рис. 6). Значить, у рідин теплопровідність невелика, за винятком ртуті і розплавлених металів.

Мал. 6. Теплопровідність рідини

Це пояснюється тим, що в рідинах молекули розташовані на великих відстанях один від одного, ніж в твердих тілах.

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

Мал. 7. Теплопровідність газу

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

Отже, теплопровідність у різних речовин різна.

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

Мал. 8. Теплопровідність різних металів

Поганою теплопровідністю мають шерсть, волосся, пір'я птахів, папір, пробка та інші пористі тіла. Це пов'язано з тим, що між волокнами цих речовин міститься повітря. Найнижчою теплопровідністю володіє вакуум (звільнене від повітря простір). Пояснюється це тим, що теплопровідність - це перенесення енергії від однієї частини тіла до іншої, який відбувається при взаємодії молекул або інших частинок. У просторі, де немає часток, теплопровідність здійснюватися не може.

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

питання

1. Як відбувається передача енергії по металевій дроті?
2. Поясніть досвід (див. Рис. 8), що показує, що теплопровідність міді більше, ніж теплопровідність сталі.
3. Які речовини мають найбільшу і найменшу теплопровідність? Де їх застосовують?
4. Чому хутро, пух, пір'я на тілі тварин і птахів, а також одяг людини захищають від холоду?

Вправа 3

1. Чому глибокий пухкий сніг оберігає озимі хліба від вимерзання?
2. Підраховано, що теплопровідність соснових дощок в 3,7 рази більше, ніж соснових тирси. Чим пояснити таку різницю?
3. Чому вода не замерзає під товстим шаром льоду?
4. Чому вираз «шуба гріє» невірно?

завдання

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