§13. Теплопровідність - відповіді

• Назад до змісту

Контрольні запитання

1. Що називають теплопровідністю?

Теплопровідність — це вид теплопередачі, який зумовлений хаотичним рухом і взаємодією частинок речовини та не супроводжується перенесенням самої речовини.

2. Опишіть дослід, який демонструє, що метали добре проводять тепло.

До мідного стрижня за допомогою воску прикріплюють кілька кнопок. Потім один кінець стрижня починають нагрівати у полум’ї пальника. Через деякий час кнопки по черзі відпадають, починаючи з тієї, що найближче до полум’я. Це відбувається тому, що тепло передається вздовж металевого стрижня, віск плавиться, і кнопки відкріплюються.

3. Як відбувається передавання енергії в разі теплопровідності?

Передавання енергії відбувається внаслідок взаємодії частинок речовини. Частинки в нагрітій частині тіла починають рухатися швидше, стикаються із сусідніми частинками і передають їм частину своєї енергії, змушуючи їх також рухатися інтенсивніше. Цей процес поширюється від однієї частини тіла до іншої без переміщення самої речовини.

4. У якому стані речовина гірше проводить тепло — у твердому, рідкому чи газоподібному?

Найгірше проводять тепло речовини в газоподібному стані. Це пов’язано з тим, що відстань між молекулами газів значно більша, ніж у рідинах і твердих тілах, тому зіткнення між ними відбуваються рідше, і передача енергії уповільнюється.

5. Чому тварини не замерзають навіть у досить сильний мороз?

Тварини захищені від холоду завдяки вовні, хутру та пуху. Ці матеріали погано проводять тепло, оскільки між їхніми волокнами міститься повітря, яке є хорошим теплоізолятором. Це допомагає зберігати тепло тіла і запобігає переохолодженню.

6. Які матеріали добре проводять тепло? Де їх застосовують?

Добре проводять тепло метали. Їх використовують там, де потрібна швидка передача тепла, наприклад, для виготовлення каструль, сковорідок, батарей опалення та елементів охолодження в техніці.

7. Назвіть матеріали, які погано проводять тепло. Де їх застосовують?

До матеріалів, які погано проводять тепло, належать деревина, скло, пластмаси, скловолокно, вата, хутро та повітря. Їх застосовують для теплоізоляції: у будівництві (склопакети), у виробництві одягу (пуховики) та ручок для посуду, щоб запобігти опікам.

Вправа 13

1. Яка з наведених нижче речовин є «зайвою» в переліку? Залізо, мідь, кисень, чавун, ртуть.

«Зайвою» речовиною є кисень, тому що це газ і поганий провідник тепла, на відміну від інших речовин у списку (залізо, мідь, чавун, ртуть), які є металами і добре проводять тепло.

2. Чому з погляду фізики вираз «шуба гріє» є неправильним?

Вираз «шуба гріє» неправильний, бо шуба не виробляє тепло. Вона лише має погану теплопровідність і допомагає зберегти тепло, яке виділяє тіло людини, запобігаючи його втраті.

3. Яку функцію виконує пух у підкладках зимових курток?

Пух у куртках виконує функцію теплоізолятора. Він погано проводить тепло і затримує повітря між волокнами, що запобігає втраті тепла тілом.

4. Чому склопакети у вікнах сприяють кращій теплоізоляції?

Склопакети забезпечують кращу теплоізоляцію, тому що між шарами скла є повітря або інший газ. Гази є поганими провідниками тепла, тому такий прошарок значно зменшує втрати тепла з приміщення.

5. Два кубики льоду витягнули з морозильної камери. Один кубик поклали на рушник, а інший — на металеву тарілку. За деякий час кубики льоду виглядали так, як показано на рис. 1. Який кубик перебував на рушнику, а який на металевій тарілці?

На рушнику перебував кубик а, оскільки рушник погано проводить тепло, і лід танув повільно. На металевій тарілці був кубик б, бо метал добре проводить тепло, тому лід розтанув швидше.

6. Дерев’яна і металева ложки мають однакову температуру 90°С. Яка з них спричинить сильніший опік, якщо до неї доторкнутися? Відповідь обґрунтуйте.

Сильніший опік спричинить металева ложка. Метал має високу теплопровідність і швидко передасть велику кількість тепла шкірі, спричиняючи сильний опік. Деревина ж має низьку теплопровідність і передаватиме тепло значно повільніше.

7. У парку розташовано дві лави (див. рис. 2). Яку з них ви виберете для відпочинку, коли температура повітря дорівнює: а) 15,8°C; б) 36,6°С? Чому саме такий вибір ви зробите?

а) При температурі 15,8°C я виберу дерев’яну лаву. Дерево — поганий провідник тепла, тому воно повільно забиратиме тепло від тіла, і сидіти буде комфортніше. Металева лава, навпаки, швидко забиратиме тепло, і на ній буде холодно.

б) При температурі 36,6°C, що дорівнює нормальній температурі людського тіла, не буде відбуватися значного теплообміну ні з дерев’яною, ні з металевою лавою. Тому обидві будуть однаково комфортними з погляду температури, і вибір залежатиме від зручності.