Presentasjon: Temperatur og termisk likevekt - Kunnskapshypermarked. Presentasjon: Temperatur og termisk likevekt - Kunnskapshypermarked Hvilke stoffer har høyest og lavest varmeledningsevne

, klasse 10
Emne: " Temperatur og termisk likevekt »

Termiske fenomener

Hvilke typer varmeoverføring kjenner du til?

Konveksjon;

Termisk ledningsevne;

Stråling.

Hva er termisk ledningsevne?

Svar: varmeoverføring under partikkelinteraksjon.

Hvilke stoffer har høyest og lavest varmeledningsevne?

Svar: den største er for metaller, den minste er for gasser.

Hva er fenomenet konveksjon?

Svar: varmeoverføring ved væske- eller gassstrømmer.

Hva forklarer konveksjon?

Svar: bevegelsen av strømmer av varm gass og væske forklares av den arkimedeiske kraften.

Hvilke typer konveksjon kjenner du til?

Svar: naturlig og tvunget.

Energien som en kropp får eller mister under varmeoverføring kalles...

mengde varme.

1. Hva er fjernvarmekapasiteten til et stoff?

– en verdi som viser hvor mye varme som kreves for å endre temperaturen på et stoff som veier 1 kg med 1 0C.

2. Ulike stoffer har spesifikk varmekapasitet...

3. Stoffer har forskjellige aggregeringstilstander(is, vann, damp) spesifikk varmekapasitet...

Oppgave. Beregn mengden varme som kreves for å varme opp en kobberbit som veier 2 kg for å endre temperaturen med 100 0C.

Du kan laste ned presentasjonen ved å klikke på teksten Last ned presentasjon og installere Microsoft PowerPoint.

Sendt av lærer Miroshnichenko.

Intern energi, som enhver annen type energi, kan overføres fra en kropp til en annen. Vi allerede sett på ett eksempel på en slik overføring- overføring av energi fra varmt vann til en kald skje. Denne typen varmeoverføring kalles termisk ledningsevne.

Termisk ledningsevne kan observeres i følgende forsøk. Fest den ene enden av en tykk kobbertråd i et stativ, og fest flere spiker til ledningen med voks (fig. 183). På oppvarming av den frie enden av ledningen i flammen til en alkohollampe med voks smelter, og tappene faller gradvis bort fra ledningen. Først vil de som ligger nærmere flammen falle bort, så alle de andre i sin tur.

Hvordan skjer energioverføring gjennom en ledning?

For det første forårsaker den varme flammen en økning i den oscillerende bevegelsen av metallpartikler i den ene enden av ledningen og temperaturen stiger. Deretter overføres denne økningen i bevegelse til nabopartikler, og hastigheten på svingningene deres øker også, dvs. temperaturen på neste del av ledningen øker. Da øker vibrasjonshastigheten til de neste partiklene osv. Det er veldig viktig å merke seg at med termisk ledningsevne beveger ikke selve stoffet seg fra den ene enden av kroppen til den andre.

Ulike stoffer har ulik varmeledningsevne. Dette kan verifiseres ved eksperiment der energi overføres gjennom staver av forskjellige metaller (fig. 184). Og av livserfaring vet vi at noen stoffer har større varmeledningsevne enn andre. En jernspiker kan for eksempel ikke varmes opp i lang tid mens den holdes i hånden, men en brennende fyrstikk kan holdes til flammen berører hånden.

Metaller, spesielt sølv og kobber, har større varmeledningsevne.

Væsker, med unntak av smeltede metaller som kvikksølv, har lav varmeledningsevne. Gasser har enda mindre varmeledningsevne. Tross alt molekylene deres er langt fra hverandre og overføring av bevegelse fra ett molekyl til et annet er vanskelig.

Ull, dun, pels og andre porøse kropper inneholder luft mellom fibrene og har derfor dårlig varmeledningsevne. Det er derfor ull pels og dun beskytter dyr mot nedkjøling. Fettlaget som finnes i vannfugler, hvaler, hvalrosser og sel beskytter også dyr mot avkjøling.

Vakuum, en svært foreldet gass, har den laveste varmeledningsevnen. Dette forklares av det faktum at termisk ledningsevne, dvs. energioverføring fra en del av kroppen til en annen, utføres av molekyler eller andre partikler, - derfor, der det ikke er partikler, kan termisk ledningsevne ikke oppstå.

Stoffer med lav varmeledningsevne brukes der det er nødvendig å spare energi. For eksempel hjelper murvegger å beholde intern energi i et rom. Kan beskytter kropper og mot oppvarming, for eksempel bevarer de is i kjelleren, foring av kjelleren med halm, sagflis og jord, som har dårlig varmeledningsevne.

Spørsmål. 1. I hvilket eksperiment kan man observere overføring av indre energi fra et fast legeme? 2. Hvordan skjer energioverføring gjennom en metalltråd? 3. Hvilke stoffer har høyest og lavest varmeledningsevne? Hvor brukes de?

Øvelser. 1. Hvorfor beskytter dyp, løs snø vintervekster mot å fryse? 2. Forklar hvorfor halm, høy og tørre blader har dårlig varmeledningsevne. 3. Det er beregnet at varmeledningsevnen til furuplater er 3,7 ganger større enn for furusagflis, og varmeledningsevnen til is er 21,6 ganger større enn for nyfallen snø (snøen består av små iskrystaller). Hvordan kan vi forklare denne forskjellen? 4. Hvorfor er uttrykket "en pels varmer" feil? 5. Saks og blyanter som ligger på bordet har samme temperatur. Hvorfor føles saks kaldere å ta på? 6. Forklar hvordan pels, dun, fjær på dyrekroppen, samt menneskelige klær, beskytter mot kulde.

I forrige avsnitt fant vi ut at når en strikkepinne av metall ble senket ned i et glass varmt vann, ble også enden av strikkepinnen varm. Følgelig kan intern energi, som enhver type energi, overføres fra en kropp til en annen. Intern energi kan overføres fra en del av kroppen til en annen. Så, for eksempel, hvis den ene enden av en spiker varmes opp i en flamme, vil den andre enden, som ligger i hånden, gradvis varmes opp og brenne hånden.

Fenomenet med overføring av indre energi fra en del av kroppen til en annen eller fra en kropp til en annen under deres direkte kontakt kalles termisk ledningsevne.

La oss studere dette fenomenet ved å utføre en serie eksperimenter med faste stoffer, væsker og gasser.

La oss ta enden av en trepinne inn i ilden. Det vil antennes. Den andre enden av pinnen, plassert utenfor, vil være kald. Det betyr at treet har dårlig varmeledningsevne.

La oss bringe enden av en tynn glassstang til flammen til alkohollampen. Etter en stund vil den varmes opp, men den andre enden forblir kald. Følgelig har glass også dårlig varmeledningsevne.

Hvis vi varmer opp enden av en metallstang i en flamme, vil hele stangen snart bli veldig varm. Vi vil ikke lenger kunne holde den i våre hender.

Det betyr at metaller leder varme godt, det vil si at de har større varmeledningsevne. Sølv og kobber har størst varmeledningsevne.

La oss vurdere overføringen av varme fra en del av et fast legeme til en annen i det følgende eksperimentet.

Vi fikser den ene enden av en tykk kobbertråd i et stativ. Vi fester flere spiker til ledningen med voks. Når den frie enden av ledningen varmes opp i flammen til en alkohollampe, vil voksen smelte. Feddene vil gradvis begynne å falle av (fig. 5). Først vil de som ligger nærmere flammen falle bort, så alle de andre i sin tur.

Ris. 5. Varmeoverføring fra en del av et fast stoff til en annen

La oss finne ut hvordan energi overføres gjennom en ledning. Hastigheten til oscillerende bevegelse av metallpartikler øker i den delen av ledningen som er nærmere flammen. Siden partikler hele tiden interagerer med hverandre, øker bevegelseshastigheten til nabopartikler. Temperaturen på neste del av ledningen begynner å stige osv.

Det bør huskes at med termisk ledning er det ingen overføring av stoff fra den ene enden av kroppen til den andre.

La oss nå vurdere den termiske ledningsevnen til væsker. La oss ta et reagensrør med vann og begynne å varme opp den øvre delen. Vannet ved overflaten vil snart koke, og i bunnen av reagensrøret vil det i løpet av denne tiden bare varmes opp (fig. 6). Dette betyr at væsker har lav varmeledningsevne, med unntak av kvikksølv og smeltede metaller.

Ris. 6. Væskes varmeledningsevne

Dette forklares med at i væsker er molekylene plassert i større avstand fra hverandre enn i faste stofferÅh.

La oss studere den termiske ledningsevnen til gasser. Plasser det tørre reagensrøret på fingeren og varm det opp ned i flammen til en alkohollampe (fig. 7). Fingeren vil ikke føle varmen på lenge.

Ris. 7. Termisk ledningsevne av gass

Dette skyldes det faktum at avstanden mellom gassmolekyler er enda større enn for væsker og faste stoffer. Følgelig er den termiske ledningsevnen til gasser enda lavere.

Så, Den termiske ledningsevnen til forskjellige stoffer er forskjellig.

Eksperimentet avbildet i figur 8 viser at den termiske ledningsevnen til forskjellige metaller ikke er den samme.

Ris. 8. Termisk ledningsevne av forskjellige metaller

Ull, hår, fuglefjær, papir, kork og andre porøse kropper har dårlig varmeledningsevne. Dette skyldes det faktum at luft er inneholdt mellom fibrene til disse stoffene. Vakuum (rom frigjort fra luft) har den laveste varmeledningsevnen. Dette forklares av det faktum at termisk ledningsevne er overføringen av energi fra en del av kroppen til en annen, som skjer under samspillet mellom molekyler eller andre partikler. I et rom der det ikke er partikler, kan ikke varmeledning forekomme.

Hvis det er behov for å beskytte kroppen mot avkjøling eller oppvarming, brukes stoffer med lav varmeledningsevne. Så for gryter og panner er håndtak laget av plast. Hus er bygget av tømmerstokker eller murstein, som har dårlig varmeledningsevne, noe som betyr at de beskytter lokalene mot avkjøling.

Spørsmål

1. Hvordan skjer energioverføring gjennom en metalltråd?
2. Forklar eksperimentet (se fig. 8) som viser at den termiske ledningsevnen til kobber er større enn den termiske ledningsevnen til stål.
3. Hvilke stoffer har høyest og lavest varmeledningsevne? Hvor brukes de?
4. Hvorfor beskytter pels, dun, fjær på kroppen til dyr og fugler, samt menneskelige klær, mot kulde?

Øvelse 3

1. Hvorfor beskytter dyp, løs snø vintervekster mot å fryse?
2. Det er anslått at varmeledningsevnen til furuplater er 3,7 ganger større enn for furusagflis. Hvordan kan vi forklare denne forskjellen?
3. Hvorfor fryser ikke vann under et tykt lag med is?
4. Hvorfor er uttrykket "en pels varmer" feil?

Trening

Ta en kopp varmt vann og legg en metallskje og en tresleiv ned i vannet samtidig. Hvilken skje vil varmes opp raskere? Hvordan utveksles varme mellom vann og skjeer? Hvordan endres den indre energien til vann og skjeer?