Номер 49, страница 9 - гдз по физике 8 класс сборник задач Исаченкова, Слесарь

Решение

Для сравнения теплопроводности меди и стекла можно воспользоваться простыми качественными методами, основанными на определении теплопроводности как способности материала переносить тепловую энергию. Материал с более высокой теплопроводностью передает тепло быстрее.

Способ 1: Тактильный (самый быстрый)

Необходимо взять медный и стеклянный предметы (например, стержни, пластины или монету и кусок стекла), которые долгое время находились в одних и тех же условиях и имеют одинаковую комнатную температуру. Затем нужно одновременно прикоснуться к обоим предметам. Медный предмет на ощупь покажется значительно холоднее стеклянного. Это объясняется тем, что температура человеческого тела (около $36,6^{\circ}С$) выше комнатной температуры, и при контакте тепло от руки начинает передаваться предметам. Медь, обладая высокой теплопроводностью, очень быстро отводит тепло от руки, что и создает ощущение холода. Стекло же, будучи плохим проводником тепла (изолятором), отводит тепло гораздо медленнее, поэтому оно ощущается более теплым. Таким образом, тот материал, который ощущается как более холодный (при условии, что их начальная температура одинакова и ниже температуры тела), имеет большую теплопроводность.

Способ 2: С нагреванием (наглядный)

Для этого эксперимента потребуются два стержня одинаковых размеров и формы — один медный, другой стеклянный. К одному концу каждого стержня на одинаковом расстоянии от края нужно прикрепить с помощью капли воска или пластилина по маленькому предмету (например, кнопке или бусинке). Затем другие концы стержней следует одновременно погрузить в сосуд с горячей водой или начать нагревать в пламени. Через некоторое время можно будет наблюдать, что воск на медном стержне расплавится значительно раньше, и прикрепленный предмет упадет. Это произойдет потому, что тепло по медному стержню распространяется гораздо быстрее из-за его высокой теплопроводности. На стеклянном стержне воск может расплавиться намного позже или не расплавиться вовсе за время наблюдения, что доказывает его низкую теплопроводность.

Оба эксперимента показывают, что теплопроводность меди существенно выше теплопроводности стекла.

Ответ: Самый простой и быстрый способ – одновременно дотронуться до медного и стеклянного предметов, находящихся при одинаковой комнатной температуре. Медь будет ощущаться холоднее из-за более интенсивного отвода тепла от руки, что указывает на её высокую теплопроводность по сравнению со стеклом. Другой способ: одновременно нагревать концы медного и стеклянного стержней и зафиксировать, по какому из них тепло распространится быстрее (например, по скорости плавления воска, закрепленного на других концах стержней).