ارائه: دما و تعادل حرارتی - هایپر مارکت دانش. ارائه: دما و تعادل حرارتی - هایپر مارکت دانش چه موادی بالاترین و کمترین رسانایی حرارتی را دارند

، پایه 10
موضوع: " دما و تعادل حرارتی »

پدیده های حرارتی

چه نوع انتقال حرارت را می شناسید؟

همرفت؛

رسانایی گرمایی؛

تابش - تشعشع.

هدایت حرارتی چیست؟

پاسخ: انتقال حرارت در حین فعل و انفعال ذرات.

کدام مواد بیشترین و کمترین رسانایی حرارتی را دارند؟

پاسخ: بزرگترین برای فلزات، کوچکترین برای گازها است.

پدیده همرفت چیست؟

پاسخ: انتقال حرارت توسط جریان مایع یا گاز.

چه چیزی همرفت را توضیح می دهد؟

پاسخ: حرکت جریان گاز و مایع گرم توسط نیروی ارشمیدسی توضیح داده می شود.

چه نوع همرفتی را می شناسید؟

جواب: طبیعی و اجباری.

انرژی ای که بدن در طی انتقال حرارت به دست می آورد یا از دست می دهد ...

مقدار گرما

1. ظرفیت حرارتی از راه دور یک ماده چقدر است؟

- مقداری که نشان می دهد برای تغییر دمای ماده ای با وزن 1 کیلوگرم در 0 درجه سانتیگراد چه مقدار گرما لازم است.

2. مواد مختلف ظرفیت گرمایی خاصی دارند...

3. مواد متفاوت است حالت های تجمع(یخ، آب، بخار) ظرفیت گرمایی ویژه...

وظیفه.مقدار حرارت مورد نیاز برای گرم کردن یک قطعه مسی به وزن 2 کیلوگرم را محاسبه کنید تا دمای آن 100 درجه سانتیگراد تغییر کند.

با کلیک بر روی متن دانلود ارائه و نصب پاورپوینت مایکروسافت می توانید ارائه را دانلود کنید.

ارسال شده توسط معلم Miroshnichenko.

انرژی درونی مانند هر نوع انرژی دیگری می تواند از جسمی به جسم دیگر منتقل شود. ما قبلا به یک نمونه از چنین انتقالی نگاه کرد- انتقال انرژی از آب گرم به قاشق سرد. به این نوع انتقال حرارت، هدایت حرارتی می گویند.

هدایت حرارتی را می توان در آزمایش زیر مشاهده کرد. یک سر سیم مسی ضخیم را در سه پایه ثابت کنید و چندین میخ را با موم به سیم بچسبانید (شکل 183). در گرم کردن انتهای آزاد سیم در شعله یک لامپ الکلی با مومذوب می شود و گل میخ ها به تدریج از سیم جدا می شوند. اول، آنهایی که نزدیکتر به شعله هستند، از بین می روند، سپس بقیه به نوبه خود.

انتقال انرژی از طریق سیم چگونه اتفاق می افتد؟

ابتدا شعله داغ باعث افزایش حرکت نوسانی ذرات فلز در یک سر سیم می شود و دمای آن بالا می رود. سپس این افزایش حرکت به ذرات مجاور منتقل می شود و سرعت نوسانات آنها نیز افزایش می یابد، یعنی. دمای قسمت بعدی سیم افزایش می یابد. سپس سرعت ارتعاش ذرات بعدی افزایش می یابد و غیره. توجه به این نکته بسیار مهم است که با هدایت حرارتی خود ماده از یک سر بدن به سر دیگر حرکت نمی کند.

مواد مختلف رسانایی حرارتی متفاوتی دارند. این را می توان با آزمایشی تأیید کرد که در آن انرژی از طریق میله های فلزات مختلف منتقل می شود (شکل 184). و از تجربه زندگی می دانیم که برخی از مواد رسانایی حرارتی بیشتری نسبت به سایرین دارند.به عنوان مثال، میخ آهنی را نمی توان برای مدت طولانی در حالی که در دست نگه داشت، گرم کرد، اما یک کبریت سوزان را می توان تا زمانی که شعله دست را لمس کند نگه داشت.

فلزات، به ویژه نقره و مس، هدایت حرارتی بیشتری دارند.

مایعات، به استثنای فلزات مذاب مانند جیوه، هدایت حرارتی کمی دارند. گازها حتی رسانایی حرارتی کمتری دارند. گذشته از همه اینها مولکول های آنها از یکدیگر دور هستندو انتقال حرکت از یک مولکول به مولکول دیگر مشکل است.

پشم، کرک، خز و سایر اجسام متخلخل حاوی هوا بین الیاف خود هستند و بنابراین هدایت حرارتی ضعیفی دارند. به همین دلیل پشم خز و کرک از حیوانات در برابر سرما محافظت می کند. لایه چربی موجود در پرندگان آبزی، نهنگ ها، شیر دریایی و فوک ها نیز از حیوانات در برابر سرد شدن محافظت می کند.

خلاء، گاز بسیار کمیاب، کمترین رسانایی حرارتی را دارد. این با این واقعیت توضیح داده می شود که هدایت حرارتی، یعنی انتقال انرژی از یک قسمت از بدن به قسمت دیگر،توسط مولکول ها یا ذرات دیگر انجام می شود، - بنابراین، در جایی که هیچ ذره ای وجود ندارد، هدایت حرارتی نمی تواند رخ دهد.

موادی با رسانایی حرارتی پایین در مواردی که برای حفظ انرژی لازم است استفاده می شود. به عنوان مثال، دیوارهای آجری به حفظ انرژی داخلی در یک اتاق کمک می کند. می توان از اجسام محافظت می کنند و در برابر گرما، به عنوان مثال، یخ را در انبار نگهداری می کنند،پوشاندن انبار با کاه، خاک اره و خاک که رسانایی حرارتی ضعیفی دارند.

سوالات. 1.در چه آزمایشی می توان انتقال انرژی درونی توسط جسم جامد را مشاهده کرد؟ 2. انتقال انرژی از طریق سیم فلزی چگونه اتفاق می افتد؟ 3. کدام مواد بیشترین و کمترین رسانایی حرارتی را دارند؟ کجا استفاده می شوند؟

تمرینات 1.چرا برف عمیق و شل از محصولات زمستانی در برابر یخ زدگی محافظت می کند؟ 2. توضیح دهید که چرا کاه، یونجه و برگ های خشک هدایت حرارتی ضعیفی دارند. 3. محاسبه شده است که رسانایی حرارتی تخته های کاج 3.7 برابر بیشتر از خاک اره کاج است و رسانایی حرارتی یخ 21.6 برابر بیشتر از برف تازه ریخته شده است (برف از بلورهای یخ کوچک تشکیل شده است). چگونه می توانیم این تفاوت را توضیح دهیم؟ 4. چرا عبارت "کت خز گرم می شود" نادرست است؟ 5. قیچی و مدادهای خوابیده روی میز دارای دمای یکسانی هستند. چرا قیچی هنگام لمس سردتر می شود؟ 6. توضیح دهید که چگونه خز، کرک، پرهای بدن حیوانات و همچنین لباس انسان در برابر سرما محافظت می کند.

در پاراگراف قبل متوجه شدیم که وقتی یک میل بافندگی فلزی را در یک لیوان آب گرم پایین می‌آورند، خیلی زود انتهای میل بافتنی نیز داغ می‌شود. در نتیجه، انرژی درونی، مانند هر نوع انرژی، می تواند از جسمی به جسم دیگر منتقل شود. انرژی درونی می تواند از یک قسمت بدن به قسمت دیگر منتقل شود. بنابراین، به عنوان مثال، اگر یک انتهای میخ در شعله گرم شود، انتهای دیگر آن که در دست قرار دارد، به تدریج گرم می شود و دست را می سوزاند.

پدیده انتقال انرژی درونی از یک قسمت بدن به قسمت دیگر یا از جسمی به جسم دیگر در هنگام تماس مستقیم آنها هدایت حرارتی نامیده می شود.

بیایید این پدیده را با انجام یک سری آزمایش با جامدات، مایعات و گازها بررسی کنیم.

انتهای یک چوب چوبی را در آتش بیاوریم. شعله ور خواهد شد. انتهای دیگر چوب، واقع در خارج، سرد خواهد بود. این بدان معنی است که درخت دارد هدایت حرارتی ضعیف.

انتهای یک میله شیشه ای نازک را به شعله چراغ الکل برسانیم. بعد از مدتی گرم می شود، اما انتهای دیگر آن سرد می ماند. در نتیجه، شیشه نیز هدایت حرارتی ضعیفی دارد.

اگر انتهای یک میله فلزی را در شعله گرم کنیم، خیلی زود کل میله بسیار داغ می شود. ما دیگر نمی توانیم آن را در دستان خود نگه داریم.

این بدان معنی است که فلزات گرما را به خوبی هدایت می کنند، یعنی دارند هدایت حرارتی بیشتر. نقره و مس بالاترین رسانایی حرارتی را دارند.

اجازه دهید در آزمایش زیر انتقال گرما از یک قسمت یک جسم جامد به قسمت دیگر را در نظر بگیریم.

یک سر سیم مسی ضخیم را در سه پایه ثابت می کنیم. چندین میخ را با موم به سیم وصل می کنیم. هنگامی که انتهای آزاد سیم در شعله یک لامپ الکلی گرم می شود، موم ذوب می شود. میخک ها به تدریج شروع به ریزش می کنند (شکل 5). اول، آنهایی که نزدیکتر به شعله هستند، از بین می روند، سپس بقیه به نوبه خود.

برنج. 5. انتقال حرارت از یک قسمت جامد به قسمت دیگر

بیایید دریابیم که انرژی چگونه از طریق یک سیم منتقل می شود. سرعت حرکت نوسانی ذرات فلز در قسمتی از سیم که به شعله نزدیکتر است افزایش می یابد. از آنجایی که ذرات دائماً با یکدیگر تعامل دارند، سرعت حرکت ذرات همسایه افزایش می یابد. دمای قسمت بعدی سیم شروع به افزایش می کند و غیره.

باید به خاطر داشت که با هدایت حرارتی هیچ انتقال ماده از یک سر بدن به انتهای دیگر وجود ندارد.

حال اجازه دهید هدایت حرارتی مایعات را در نظر بگیریم. بیایید یک لوله آزمایش با آب برداریم و شروع به گرم کردن قسمت بالایی آن کنیم. آب سطح به زودی می جوشد و در ته لوله آزمایش در این مدت فقط گرم می شود (شکل 6). این بدان معنی است که مایعات، به استثنای جیوه و فلزات مذاب، رسانایی حرارتی پایینی دارند.

برنج. 6. هدایت حرارتی مایع

این با این واقعیت توضیح داده می شود که در مایعات، مولکول ها در فواصل بیشتری از یکدیگر قرار دارند. مواد جامداوه

بیایید هدایت حرارتی گازها را مطالعه کنیم. لوله آزمایش خشک را روی انگشت خود قرار دهید و آن را وارونه در شعله لامپ الکلی گرم کنید (شکل 7). انگشت برای مدت طولانی گرما را احساس نمی کند.

برنج. 7. هدایت حرارتی گاز

این به این دلیل است که فاصله بین مولکول های گاز حتی بیشتر از مایعات و جامدات است. در نتیجه، هدایت حرارتی گازها حتی کمتر است.

بنابراین، هدایت حرارتی مواد مختلف متفاوت است.

آزمایش نشان داده شده در شکل 8 نشان می دهد که هدایت حرارتی فلزات مختلف یکسان نیست.

برنج. 8. هدایت حرارتی فلزات مختلف

پشم، مو، پر پرندگان، کاغذ، چوب پنبه و سایر اجسام متخلخل رسانایی حرارتی ضعیفی دارند. این به این دلیل است که هوا بین الیاف این مواد وجود دارد. خلاء (فضای آزاد شده از هوا) کمترین رسانایی حرارتی را دارد. این با این واقعیت توضیح داده می شود که رسانایی حرارتی انتقال انرژی از یک قسمت بدن به قسمت دیگر است که در طول تعامل مولکول ها یا ذرات دیگر رخ می دهد. در فضایی که هیچ ذره ای وجود ندارد، هدایت حرارتی نمی تواند رخ دهد.

اگر نیاز به محافظت از بدن در برابر سرمایش یا گرما باشد، از موادی با هدایت حرارتی کم استفاده می شود. بنابراین، برای قابلمه و تابه، دسته ها از پلاستیک ساخته شده اند. خانه ها از کنده یا آجر ساخته شده اند که رسانایی حرارتی ضعیفی دارند، به این معنی که از محل در برابر خنک شدن محافظت می کنند.

سوالات

1. انتقال انرژی از طریق سیم فلزی چگونه انجام می شود؟
2. آزمایش را توضیح دهید (نگاه کنید به شکل 8) که نشان می دهد رسانایی حرارتی مس بیشتر از هدایت حرارتی فولاد است.
3. کدام مواد بیشترین و کمترین رسانایی حرارتی را دارند؟ کجا استفاده می شوند؟
4. چرا خز، کرک، پرهای بدن حیوانات و پرندگان و همچنین لباس انسان از سرما محافظت می کند؟

تمرین 3

1. چرا برف عمیق و شل از محصولات زمستانی در برابر یخ زدگی محافظت می کند؟
2. تخمین زده می شود که هدایت حرارتی تخته های کاج 3.7 برابر بیشتر از خاک اره کاج است. چگونه می توانیم این تفاوت را توضیح دهیم؟
3. چرا آب زیر لایه ضخیم یخ یخ نمی زند؟
4. چرا عبارت "کت خز گرم می شود" نادرست است؟

ورزش

یک فنجان آب داغ بردارید و همزمان یک قاشق فلزی و یک قاشق چوبی را داخل آب قرار دهید. کدام قاشق زودتر گرم می شود؟ تبادل حرارت بین آب و قاشق چگونه است؟ انرژی داخلی آب و قاشق چگونه تغییر می کند؟