Esitlus: Temperatuur ja termiline tasakaal - Knowledge Hypermarket. Esitlus: Temperatuur ja termiline tasakaal – Teadmiste hüpermarket Millistel ainetel on kõrgeim ja madalaim soojusjuhtivus

, 10. klass
Teema: " Temperatuur ja termiline tasakaal »

Soojusnähtused

Milliseid soojusülekande liike te teate?

Konvektsioon;

Soojusjuhtivus;

Kiirgus.

Mis on soojusjuhtivus?

Vastus: soojusülekanne osakeste interaktsiooni käigus.

Millistel ainetel on kõrgeim ja madalaim soojusjuhtivus?

Vastus: suurim on metallide jaoks, väikseim gaaside jaoks.

Mis on konvektsiooni nähtus?

Vastus: soojusülekanne vedeliku või gaasi voogudega.

Mis seletab konvektsiooni?

Vastus: sooja gaasi ja vedeliku voogude liikumist seletatakse Archimedese jõuga.

Milliseid konvektsiooni liike te teate?

Vastus: loomulik ja sunnitud.

Energiat, mida keha soojusülekande käigus kogub või kaotab, nimetatakse...

soojuse hulk.

1. Mis on aine kaugsoojusmahtuvus?

– väärtus, mis näitab, kui palju soojust on vaja 1 kg kaaluva aine temperatuuri muutmiseks 1 0C võrra.

2. Erinevatel ainetel on erisoojusmaht...

3. Ainetel on erinevaid agregatsiooniseisundid(jää, vesi, aur) erisoojusvõimsus...

Ülesanne. Arvutage soojushulk, mis kulub 2 kg kaaluva vasetüki kuumutamiseks, et muuta selle temperatuur 100 0C võrra.

Esitluse saate alla laadida, klõpsates tekstil Laadi esitlus alla ja installides Microsoft PowerPointi.

Saatis õpetaja Mirošnitšenko.

Sisemist energiat, nagu iga teist tüüpi energiat, saab üle kanda ühest kehast teise. Meie juba vaatas ühte näidet sellisest ülekandest- energia ülekandmine kuumalt veelt külmale lusikale. Sellist soojusülekannet nimetatakse soojusjuhtivuseks.

Soojusjuhtivust saab jälgida järgmises katses. Kinnitage jäme vasktraadi üks ots statiivi sisse ja kinnitage traadi külge vahaga mitu naela (joonis 183). Kell traadi vaba otsa kuumutamine piirituslambi leegis vahaga sulab ja naastud langevad järk-järgult traadi küljest lahti. Esiteks kukuvad ära need, mis asuvad leegile lähemal, seejärel kõik ülejäänud omakorda.

Kuidas toimub energia ülekanne läbi juhtme?

Esiteks põhjustab kuum leek metalliosakeste võnkuva liikumise suurenemist traadi ühes otsas ja selle temperatuur tõuseb. Siis kandub see liikumise suurenemine edasi naaberosakestele ning suureneb ka nende võnkekiirus, s.t. traadi järgmise osa temperatuur tõuseb. Siis suureneb järgmiste osakeste vibratsioonikiirus jne. Väga oluline on tähele panna, et soojusjuhtivusega ei liigu aine ise ühest keha otsast teise.

Erinevatel ainetel on erinev soojusjuhtivus. Seda saab kontrollida katsega, kus energia edastatakse erinevatest metallidest varraste kaudu (joonis 184). Ja elukogemusest teame, et mõnel ainel on suurem soojusjuhtivus kui teistel. Näiteks raudnaela käes hoides kaua kuumutada ei saa, aga põlevat tikku saab hoida seni, kuni leek kätt puudutab.

Metallidel, eriti hõbedal ja vasel, on suurem soojusjuhtivus.

Vedelikel, välja arvatud sulametallid, näiteks elavhõbe, on madal soojusjuhtivus. Gaasidel on veelgi väiksem soojusjuhtivus. Pealegi nende molekulid on üksteisest kaugel ja liikumise ülekandmine ühelt molekulilt teisele on keeruline.

Vill, udusulg, karusnahk ja muud poorsed kehad sisaldavad oma kiudude vahel õhku ja seetõttu on neil halb soojusjuhtivus. Sellepärast vill karusnahk ja udusuled kaitsevad loomi külmetuse eest. Veelindudel, vaaladel, morskadel ja hüljestel leiduv rasvakiht kaitseb loomi ka jahtumise eest.

Vaakum, väga haruldane gaas, on madalaima soojusjuhtivusega. Seda seletatakse asjaoluga, et soojusjuhtivus, st energia ülekanne alates ühest kehaosast teise, mida teostavad molekulid või muud osakesed, - seetõttu ei saa seal, kus osakesi pole, soojusjuhtivust tekkida.

Madala soojusjuhtivusega aineid kasutatakse seal, kus on vaja energiat kokku hoida. Näiteks telliskiviseinad aitavad säilitada ruumis sisemist energiat. Saab kaitsevad kehasid ja kuumenemise eest, näiteks säilitavad keldris jääd, keldri vooderdamine põhu, saepuru ja mullaga, millel on halb soojusjuhtivus.

Küsimused. 1. Millises katses saab jälgida siseenergia ülekannet tahke keha poolt? 2. Kuidas toimub energia ülekanne läbi metalltraadi? 3. Millistel ainetel on kõrgeim ja madalaim soojusjuhtivus? Kus neid kasutatakse?

Harjutused. 1. Miks kaitseb sügav lahtine lumi talivilja külmumise eest? 2. Selgitage, miks põhk, hein ja kuivanud lehed on halva soojusjuhtivusega. 3. Arvutatud on, et männilaudade soojusjuhtivus on 3,7 korda suurem kui männi saepuru oma ning jää soojusjuhtivus on 21,6 korda suurem kui värskelt sadanud lumel (lumi koosneb väikestest jääkristallidest). Kuidas seda erinevust seletada? 4. Miks väljend “kasukas soojendab” on vale? 5. Laual lebavad käärid ja pliiatsid on sama temperatuuriga. Miks tunduvad käärid puudutamisel külmemad? 6. Selgitage, kuidas kaitsevad külma eest karusnahk, udusuled, suled loomade kehal, aga ka inimeste riietus.

Eelmises lõigus saime teada, et kui metallist kudumisvarras kuuma veeklaasi alla lasti, läks üsna pea kuumaks ka kudumisvarda ots. Järelikult saab siseenergiat, nagu igat tüüpi energiat, ühelt kehalt teisele üle kanda. Siseenergiat saab üle kanda ühest kehaosast teise. Näiteks kui küüne ühte otsa kuumutatakse leegis, kuumeneb selle teine ​​ots, mis asub käes, järk-järgult ja põletab kätt.

Siseenergia ülekandumist ühest kehaosast teise või ühest kehast teise nende otsese kokkupuute ajal nimetatakse soojusjuhtivuseks.

Uurime seda nähtust, tehes katseseeria tahkete ainete, vedelike ja gaasidega.

Toome puupulga otsa tulle. See süttib. Pulga teine ​​ots, mis asub väljas, on külm. See tähendab, et puul on halb soojusjuhtivus.

Toome õhukese klaaspulga otsa piirituslambi leegi juurde. Mõne aja pärast see soojeneb, kuid teine ​​ots jääb külmaks. Järelikult on klaasil ka halb soojusjuhtivus.

Kui kuumutame metallvarda otsa leegis, muutub varsti kogu varras väga kuumaks. Me ei saa seda enam käes hoida.

See tähendab, et metallid juhivad hästi soojust, st neil on suurem soojusjuhtivus. Hõbedal ja vasel on kõrgeim soojusjuhtivus.

Vaatleme järgmises katses soojuse ülekandumist tahke keha ühest osast teise.

Kinnitame jämeda vasktraadi ühe otsa statiivi sisse. Traadi külge kinnitame vahaga mitu naela. Kui traadi vaba ots alkoholilambi leegis kuumutada, siis vaha sulab. Nelk hakkab tasapisi maha kukkuma (joonis 5). Esiteks kukuvad ära need, mis asuvad leegile lähemal, seejärel kõik ülejäänud omakorda.

Riis. 5. Soojusülekanne tahke aine ühest osast teise

Uurime, kuidas toimub energia ülekandmine läbi juhtme. Metalliosakeste võnkeliikumise kiirus suureneb traadi selles osas, mis on leegile lähemal. Kuna osakesed suhtlevad üksteisega pidevalt, suureneb naaberosakeste liikumiskiirus. Traadi järgmise osa temperatuur hakkab tõusma jne.

Tuleb meeles pidada, et soojusjuhtivuse korral ei toimu aine ülekandumist keha ühest otsast teise.

Vaatleme nüüd vedelike soojusjuhtivust. Võtame veega katseklaasi ja hakkame selle ülemist osa soojendama. Pinnapealne vesi hakkab peagi keema ja katseklaasi põhjas selle aja jooksul ainult soojeneb (joonis 6). See tähendab, et vedelikel on madal soojusjuhtivus, välja arvatud elavhõbe ja sulametallid.

Riis. 6. Vedeliku soojusjuhtivus

Seda seletatakse asjaoluga, et vedelikes asuvad molekulid üksteisest suuremal kaugusel kui sees tahked ained Oh.

Uurime gaaside soojusjuhtivust. Asetage kuiv katseklaas oma sõrmele ja soojendage seda tagurpidi alkohollambi leegis (joonis 7). Sõrm ei tunne kuumust pikka aega.

Riis. 7. Gaasi soojusjuhtivus

See on tingitud asjaolust, et gaasimolekulide vaheline kaugus on isegi suurem kui vedelike ja tahkete ainete oma. Sellest tulenevalt on gaaside soojusjuhtivus veelgi madalam.

Niisiis, Erinevate ainete soojusjuhtivus on erinev.

Joonisel 8 kujutatud katse näitab, et erinevate metallide soojusjuhtivus ei ole sama.

Riis. 8. Erinevate metallide soojusjuhtivus

Vill, juuksed, linnusuled, paber, kork ja muud poorsed kehad on halva soojusjuhtivusega. See on tingitud asjaolust, et nende ainete kiudude vahel on õhk. Vaakum (õhust vabastatud ruum) on madalaima soojusjuhtivusega. Seda seletatakse asjaoluga, et soojusjuhtivus on energia ülekandumine ühest kehaosast teise, mis toimub molekulide või muude osakeste koosmõjul. Ruumis, kus pole osakesi, ei saa tekkida soojusjuhtivus.

Kui on vajadus kaitsta keha jahtumise või kuumenemise eest, siis kasutatakse madala soojusjuhtivusega aineid. Niisiis on pottide ja pannide käepidemed valmistatud plastikust. Majad on ehitatud palkidest või tellistest, millel on halb soojusjuhtivus, mis tähendab, et need kaitsevad ruume jahtumise eest.

Küsimused

1. Kuidas toimub energia ülekanne läbi metalltraadi?
2. Selgitage katset (vt joonis 8), mis näitab, et vase soojusjuhtivus on suurem kui terase soojusjuhtivus.
3. Millistel ainetel on kõrgeim ja madalaim soojusjuhtivus? Kus neid kasutatakse?
4. Miks kaitsevad külma eest karusnahk, udusuled, suled loomade ja lindude kehadel, aga ka inimeste riided?

3. harjutus

1. Miks kaitseb sügav lahtine lumi talivilja külmumise eest?
2. Männilaudade soojusjuhtivus on hinnanguliselt 3,7 korda suurem kui männisaepuru oma. Kuidas seda erinevust seletada?
3. Miks vesi paksu jääkihi all ei külmu?
4. Miks on väljend "kasukas soojendab" vale?

Harjutus

Võtke tass kuuma vett ja asetage metalllusikas ja puulusikas korraga vette. Milline lusikas kuumeneb kiiremini? Kuidas toimub soojusvahetus vee ja lusikate vahel? Kuidas muutub vee ja lusikate siseenergia?