Номер 85, страница 12 - гдз по физике 8 класс сборник задач Исаченкова, Слесарь

1) ощущали ли вы тепло во время нагревания пробирки, заполненной воздухом?

В первом опыте (рис. 7) нагревается закрытый конец пробирки, а палец находится у открытого конца. Тепло от нагретого конца к пальцу должно передаваться через воздух, находящийся внутри пробирки. Поскольку воздух является газом, расстояние между его молекулами велико, и передача энергии через столкновения молекул происходит неэффективно. Поэтому тепло через воздух будет распространяться очень медленно. В результате за 1 минуту палец не ощутит значительного нагрева.

Ответ: Нет, тепло во время нагревания пробирки, заполненной воздухом, не ощущалось или ощущалось очень слабо.

2) Что можно сказать о теплопроводности воздуха?

Так как в первом опыте тепло практически не передалось через столб воздуха внутри пробирки, можно сделать вывод, что воздух обладает очень низкой теплопроводностью. Это свойство делает его хорошим теплоизолятором.

Ответ: Воздух обладает низкой теплопроводностью.

3) Что можно сказать о теплопроводности стекла, из которого сделана пробирка?

В обоих опытах мы держим пробирку рукой. Если бы стекло обладало высокой теплопроводностью (как, например, металлы), то при нагревании одного конца пробирки тепло быстро бы распространилось по всему ее корпусу, и мы бы почувствовали ожог. Однако этого не происходит. Это означает, что стекло, являясь твердым телом, передает тепло значительно медленнее, чем металлы.

Ответ: Стекло обладает низкой теплопроводностью, однако его теплопроводность выше, чем у воздуха.

4) Ощутили ли вы нагревание воды в нижней части пробирки после нагревания ее верхней части? Что можно сказать о теплопроводности воды?

Во втором опыте (рис. 8) нагревается верхняя часть пробирки с водой. При нагревании верхние слои воды становятся менее плотными и остаются наверху, что препятствует возникновению конвекционных потоков, которые могли бы перенести тепло вниз. Передача тепла в нижние слои возможна только за счет теплопроводности. Поскольку рука, держащая нижнюю часть пробирки, не ощущает нагрева (вода внизу остается холодной, даже если вода наверху закипает), можно заключить, что вода плохо проводит тепло.

Ответ: Нет, нагревание воды в нижней части пробирки не ощущалось. Это свидетельствует о том, что вода обладает низкой теплопроводностью.

Сделайте вывод о теплопроводности веществ в различных агрегатных состояниях.

Проведенный эксперимент позволяет сравнить теплопроводность веществ в трех разных агрегатных состояниях: газообразном (воздух), жидком (вода) и твердом (стекло). Воздух (газ) показал наименьшую теплопроводность. Вода (жидкость) также показала низкую теплопроводность, но она выше, чем у воздуха. Стекло (твердое тело) проводит тепло лучше, чем вода и воздух, но все равно является плохим проводником тепла по сравнению с металлами. Таким образом, можно сделать общий вывод, что теплопроводность веществ зависит от их агрегатного состояния и внутреннего строения. В газах, из-за большого расстояния между молекулами, теплопроводность самая низкая. В жидкостях молекулы расположены плотнее, и теплопроводность выше, чем у газов. В твердых телах частицы находятся очень близко друг к другу, что способствует более эффективной передаче энергии, поэтому их теплопроводность, как правило, самая высокая.

Ответ: Теплопроводность веществ в различных агрегатных состояниях различна. Наименьшей теплопроводностью обладают газы, большей – жидкости, а наибольшей (среди рассмотренных в опыте веществ и в общем случае) – твердые тела. В общем случае теплопроводность увеличивается в ряду: газы → жидкости → твердые тела.