Номер 1, страница 9 - гдз по физике 8 класс сборник задач Исаченкова, Слесарь

Теплопередача, или теплообмен, — это процесс переноса внутренней энергии от более нагретых частей тела (или тел) к менее нагретым. Существует три фундаментальных вида теплопередачи.

Теплопроводность

Это процесс переноса энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым за счёт теплового движения и взаимодействия микрочастиц (атомов, молекул, электронов). При этом переноса самого вещества не происходит. Теплопроводность характерна для всех сред — твёрдых, жидких и газообразных, но наиболее выражена в твёрдых телах, особенно в металлах, где свободные электроны эффективно переносят энергию. Вещества с плохой теплопроводностью (например, дерево, воздух, пенопласт) называются теплоизоляторами. Плотность теплового потока при теплопроводности описывается законом Фурье: $q = -k \nabla T$, где $\text{q}$ — вектор плотности теплового потока, $\text{k}$ — коэффициент теплопроводности, а $\nabla T$ — градиент температуры.

Ответ: Теплопроводность — это перенос тепла в результате непосредственного контакта и взаимодействия частиц вещества без переноса самого вещества.

Конвекция

Это вид теплопередачи, осуществляемый потоками жидкости или газа. Нагретые слои вещества имеют меньшую плотность и под действием силы Архимеда поднимаются вверх, а более холодные и плотные слои опускаются вниз, занимая их место. Таким образом возникают циркулирующие потоки, которые и переносят тепло. Конвекция невозможна в твёрдых телах и вакууме. Различают два вида конвекции:
1. Естественная (свободная) конвекция, которая возникает самопроизвольно при неравномерном нагреве (например, нагревание воды в чайнике).
2. Вынужденная конвекция, при которой перемешивание жидкости или газа происходит под действием внешних сил (например, с помощью насоса или вентилятора).
Тепловой поток при конвекции описывается законом Ньютона-Рихмана: $Q = h \cdot A \cdot (T_{s} - T_{f})$, где $\text{Q}$ — тепловой поток, $\text{h}$ — коэффициент теплоотдачи, $\text{A}$ — площадь поверхности теплообмена, $T_{s}$ и $T_{f}$ — температуры поверхности и среды соответственно.

Ответ: Конвекция — это перенос тепла потоками (струями) жидкости или газа.

Тепловое излучение

Это вид теплопередачи, при котором энергия переносится посредством электромагнитных волн, испускаемых нагретым телом. В отличие от теплопроводности и конвекции, для излучения не требуется среда-посредник, поэтому оно может происходить и в вакууме. Любое тело, температура которого выше абсолютного нуля (0 К), излучает энергию. Интенсивность излучения сильно зависит от температуры тела: чем выше температура, тем больше энергии излучается. Примером служит тепло, идущее от Солнца к Земле, или тепло от костра. Мощность излучения абсолютно чёрного тела определяется законом Стефана-Больцмана: $P = \sigma \cdot A \cdot T^4$, где $\text{P}$ — полная мощность излучения, $\sigma$ — постоянная Стефана-Больцмана, $\text{A}$ — площадь поверхности, $\text{T}$ — абсолютная температура тела.

Ответ: Тепловое излучение — это перенос тепла с помощью электромагнитных волн, которые испускают все нагретые тела.