Eelmises lõigus saime teada, et metallist nõela langetamisel klaasi kuum vesi varsti läks ka kodara ots kuumaks. Järelikult saab siseenergiat, nagu igat liiki energiat, ühest kehast teise üle kanda. Siseenergiat saab ka ühest kehaosast teise üle kanda. Näiteks kui küüne ühte otsa kuumutatakse leegis, siis selle teine ots, mis on käes, kuumeneb järk-järgult ja põletab käe.
Siseenergia ülekandumist ühest kehaosast teise või ühest kehast teise, kui need on otseses kokkupuutes, nimetatakse soojusjuhtivuseks.
Uurime seda nähtust, tehes mitmeid katseid tahkete ainete, vedelike ja gaasidega.
Pistame puupulga otsa tulle. See süttib. Pulga teine ots, mis on väljas, läheb külmaks. Nii et puul on halb soojusjuhtivus.
Toome õhukese klaaspulga otsa piirituslambi leegi juurde. Mõne aja pärast see soojeneb, samas kui 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 soojust hästi, see tähendab, et neil on suur soojusjuhtivus. Hõbeda ja vase soojusjuhtivus on kõrgeim.
Vaatleme järgmises katses soojuse ülekandumist tahke keha ühest osast teise.
Kinnitame jämeda vasktraadi ühe otsa statiivi sisse. Kinnitage paar nelki traadi külge vahaga. Kui traadi vaba ots alkoholilambi leegis kuumutada, siis vaha sulab. Nelgid hakkavad tasapisi maha kukkuma (joon. 5). Esiteks kaovad need, mis on leegile lähemal, siis kõik ülejäänud omakorda.
Riis. 5. Soojuse ülekandmine tahke keha ühest osast teise
Uurime, kuidas energiat mööda traati edasi kantakse. Metalliosakeste võnkeliikumise kiirus suureneb traadi selles osas, mis on leegile lähemal. Kuna osakesed suhtlevad üksteisega pidevalt, suureneb naaberosakeste liikumiskiirus. Järgmise traadijupi temperatuur hakkab tõusma jne.
Tuleb meeles pidada, et soojusjuhtivuse ajal ei toimu aine ülekandumist keha ühest otsast teise.
Mõelge nüüd vedelike soojusjuhtivusele. Võtke keeduklaas vett ja soojendage seda ülemine osa. Pinnapealne vesi läheb 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
Selle põhjuseks on asjaolu, et vedelikes asuvad molekulid pikki vahemaidüksteisest kui tahketes ainetes.
Uurime gaaside soojusjuhtivust. Asetame kuiva katseklaasi sõrmele ja kuumutame seda piirituslambi leegis põhjaga ülespoole (joon. 7). Sõrm ei tunne pikka aega sooja.
Riis. 7. Gaasi soojusjuhtivus
See on tingitud asjaolust, et gaasimolekulide vaheline kaugus on isegi suurem kui vedelike ja tahkete ainete oma. Seetõttu on gaaside soojusjuhtivus veelgi väiksem.
Niisiis, soojusjuhtivus juures erinevaid aineid erinev.
Joonisel 8 näidatud kogemus 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 soojusjuhtivus toimuda.
Kui on vajadus kaitsta keha jahtumise või kuumenemise eest, siis kasutatakse madala soojusjuhtivusega aineid. Niisiis on pottide, pannide käepidemed valmistatud plastikust. Majad on ehitatud palkidest või tellistest, millel on halb soojusjuhtivus, mis tähendab, et need kaitsevad ruume jahtumise eest.
Võtke tass kuuma vett ja kastke metall- ja puulusikas korraga vette. Milline lusikas kuumeneb kiiremini? Kuidas toimub soojusvahetus vee ja lusikate vahel? Kuidas muutub vee ja lusikate siseenergia?
Sisemist energiat, nagu iga teist tüüpi energiat, saab üle kanda ühest kehast teise. Meie juba peetakse üheks selliseks ülekande näiteks- energia ülekanne alates kuum vesi külma lusika juurde. Sellist soojusülekannet nimetatakse juhtivuseks.
Soojusjuhtivust saab jälgida järgmises katses. Need kinnitavad jämeda vasktraadi ühe otsa statiivi sisse, traadi külge kinnitatakse vahaga mitu nelki (joonis 183). Kell traadi vaba otsa kuumutamine alkohollambi vaha leegis sulab ja naastud kukuvad järk-järgult traadi küljest lahti. Esiteks kaovad need, mis on leegile lähemal, siis kõik ülejäänud omakorda.
Kuidas toimub energia ülekandmine läbi juhtme?
Esiteks põhjustab kuum leek traadi ühes otsas metalliosakeste võnkeliikumise suurenemist ja selle temperatuur tõuseb. Siis kandub see liikumise suurenemine üle naaberosakestele ning suureneb ka nende võnkekiirus, s.t. traadi järgmise osa temperatuur tõuseb. Siis suureneb järgmiste osakeste võnkekiirus jne.Väga oluline on tähele panna, et soojusjuhtimise ajal ei liigu aine ise keha ühest otsast teise.
Erinevatel ainetel on erinev soojusjuhtivus. Seda on näha katses, kus energia kantakse üle erinevatest metallidest varraste kaudu (joon. 184). Ja elukogemusest teame, et mõnel ainel on suurem soojusjuhtivus kui teistel. Raudnaela näiteks käes hoides kaua kuumutada ei saa, aga põlevat tikku saab hoida seni, kuni leek kätt puudutab.
Metallidel on kõrge soojusjuhtivus, eriti hõbe ja vask.
Vedelikes, välja arvatud sulametallid, näiteks elavhõbe, on soojusjuhtivus madal. Gaasidel on madalam 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, kohev kaitsevad loomi jahtumise eest. Kaitseb loomi jahtumise ja rasvakihi eest, mis on saadaval veelindudel, vaaladel, morskadel, hüljestel.
Vaakum, väga haruldane gaas, on madalaima soojusjuhtivusega. Seda seletatakse asjaoluga, et soojusjuhtivus, st energia ülekandmine alates ühest kehaosast teise viia läbi molekule või muid osakesi – seetõttu ei saa seal, kus osakesi pole, tekkida soojusjuhtivus.
Madala soojusjuhtivusega aineid kasutatakse seal, kus on vaja energiat kokku hoida. Näiteks, tellistest seinad aitab hoida sisemist energiat ruumis. Saab keha kaitsmiseks ja näiteks kuumenemise eest säilib keldris jää, keldri vooderdamine põhu, saepuru ja mullaga, millel on halb soojusjuhtivus.
Küsimused. üks. Milliste kogemuste põhjal saab jälgida sisemise energia ülekannet tahke? 2. Kuidas toimub energia ülekanne läbi metalltraadi? 3. Millistel ainetel on kõrgeim ja madalaim soojusjuhtivus? Kus neid kasutatakse?
Harjutused. üks. Miks kaitseb sügav lahtine lumi talivilja külmumise eest? 2. Selgitage, miks põhk, hein, kuivanud lehed on halva soojusjuhtivusega. 3. Arvutatud on, et männilaudade soojusjuhtivus on 3,7 korda suurem kui männisaepuru oma, jää soojusjuhtivus on 21,6 korda suurem kui värskelt sadanud lumel (lumi koosneb väikestest jääkristallidest). Kuidas seletada sellist erinevust? 4. Miks väljend "kasukas soe" on vale? 5. Laual lebavad käärid ja pliiatsid on sama temperatuuriga. Miks tunduvad käärid puudutades külmemad? 6. Selgitage, kuidas kaitsevad külma eest karusnahk, udusuled, suled loomade kehal, aga ka inimese riietus.
, 10. klass
Teema: "
Temperatuur ja termiline tasakaal
»
termilised nähtused
Milliseid soojusülekande liike te teate?
konvektsioon;
Soojusjuhtivus;
Kiirgus.
Mis on soojusjuhtivus?
Vastus: soojusülekanne osakeste koosmõjul.
Millistel ainetel on kõrgeim ja madalaim soojusjuhtivus?
Vastus: suurim - metallide jaoks, väikseim - gaaside jaoks.
Mis on konvektsiooni fenomen?
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 saab 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. Erinevas agregatsiooniastmes (jää, vesi, aur) ainete puhul erisoojusmaht ...
Ülesanne. Arvutage soojushulk, mis kulub 2 kg massiga vaskdetaili kuumutamiseks, et muuta selle temperatuur 100 0C võrra.
Esitluse saate alla laadida, klõpsates tekstil Laadi esitlus alla ja installides Microsoft PowerPointi.
Saatis õpetaja Mirošnitšenko.
