A belső energia, mint minden más típusú energia, átvihető egyik testből a másikba. Mi már az ilyen átruházás egyik példájának tekinthető- energia átvitel a forró víz egy hideg kanálhoz. Ezt a fajta hőátadást vezetésnek nevezik.

A hővezető képesség a következő kísérletben figyelhető meg. Egy vastag rézhuzal egyik végét háromlábú állványban rögzítik, a dróthoz viasszal több szegfűt rögzítenek (183. ábra). Nál nél a huzal szabad végét alkohollámpaviasz lángjában melegítjük megolvad, és a csapok fokozatosan leesnek a vezetékről. Először azok, amelyek közelebb vannak a lánghoz, eltűnnek, majd az összes többi sorra.

Hogyan történik az energia átadása a vezetéken keresztül?

Először a forró láng erősítést okoz oszcilláló mozgás fémrészecskék a vezeték egyik végén, és a hőmérséklete megemelkedik. Ekkor ez a mozgásnövekedés átkerül a szomszédos részecskékre, és ezek rezgési sebessége is megnő, i.e. a vezeték következő részének hőmérséklete emelkedik. Ekkor a következő részecskék rezgési sebessége nő, és így tovább Nagyon fontos megjegyezni, hogy a hővezetés során maga az anyag nem mozog a test egyik végéből a másikba.

A különböző anyagok eltérő hővezető képességgel rendelkeznek. Ez látható egy kísérletben, amelyben az energia átvitele különböző fémekből készült rudakon keresztül történik (184. ábra). Élettapasztalatból tudjuk, hogy egyes anyagok hővezető képessége nagyobb, mint másoké. A vasszöget például kézben tartva nem lehet sokáig hevíteni, égő gyufát viszont addig lehet tartani, amíg a láng a kezet nem érinti.

A fémek magas hővezető képességgel rendelkeznek, különösen az ezüst és a réz.

Folyadékokban – az olvadt fémek, például a higany kivételével – a hővezető képesség alacsony. A gázok hővezető képessége alacsonyabb. Végül molekuláik messze vannak egymástólés a mozgás átadása egyik molekuláról a másikra nehéz.

A gyapjú, pehely, szőrme és más porózus testek rostjai között levegőt tartalmaznak, ezért rossz a hővezető képességük. Ezért a gyapjú szőr, pelyhek védik az állatokat a kihűléstől. Megvédi az állatokat a lehűléstől és a zsírrétegtől, amely vízimadaraknál, bálnáknál, rozmároknál, fókáknál elérhető.

A vákuumnak, egy rendkívül ritka gáznak a legalacsonyabb a hővezető képessége. Ez azzal magyarázható, hogy a hővezető képesség, azaz az energiaátadás a egyik testrészről a másikra molekulákat vagy más részecskéket hajtanak végre - ezért ahol nincsenek részecskék, ott nem léphet fel hővezetés.

Alacsony hővezető képességű anyagokat használnak ott, ahol energiatakarékosságra van szükség. Például a téglafalak segítenek megőrizni a belső energiát a helyiségben. Tud a test védelmére és a felmelegedéstől, például a pincében lévő jég megmarad, a pincét szalmával, fűrészporral és földdel béleljük ki, amelyek rossz hővezető képességgel rendelkeznek.

Kérdések. egy. Milyen kísérlettel lehet megfigyelni egy szilárd test belső energiaátadását? 2. Hogyan zajlik az energiaátvitel egy fémhuzalon? 3. Mely anyagoknak a legnagyobb és a legalacsonyabb a hővezető képessége? Hol használják?

Feladatok. egy. Miért védi meg a mély laza hó a téli növényeket a fagytól? 2. Indokolja meg, miért rossz a szalma, széna, száraz levelek hővezető képessége! 3. Számítások szerint a fenyődeszkák hővezető képessége 3,7-szer nagyobb, mint a fenyőfűrészporé, a jég hővezető képessége 21,6-szor nagyobb, mint a frissen esett hóé (a hó apró jégkristályokból áll). Hogyan magyarázható egy ilyen különbség? 4. Miért helytelen a "bunda meleg" kifejezés? 5. Az asztalon heverő olló és ceruza hőmérséklete azonos. Miért érzi hidegebbnek az ollót az érintésre? 6. Ismertesse, hogyan véd a hidegtől a szőr, a pehely, az állatok testén lévő toll, valamint az emberi ruházat!

Az előző bekezdésben megtudtuk, hogy amikor egy fém tűt leengedünk egy pohárba forró víz nagyon hamar a küllő vége is forró lett. Következésképpen a belső energia, mint minden energia, átvihető egyik testből a másikba. A belső energia is átvihető a test egyik részéből a másikba. Így például, ha a szög egyik végét lángban hevítik, akkor a másik vége, amely a kézben van, fokozatosan felmelegszik és megégeti a kezet.

Hővezető képességnek nevezzük azt a jelenséget, amikor a belső energia a test egyik részéből a másikba, vagy egyik testből a másikba kerül, amikor ezek közvetlenül érintkeznek.

Vizsgáljuk meg ezt a jelenséget szilárd anyagokkal, folyadékokkal és gázokkal végzett kísérletek sorozatával.

Egy fapálca végét tegyük a tűzbe. Meggyullad. A bot másik vége, ami kint van, hideg lesz. Tehát a fának van rossz hővezető képesség.

Egy vékony üvegrúd végét visszük a szellemlámpa lángjához. Egy idő után felmelegszik, míg a másik vége hideg marad. Következésképpen az üveg hővezető képessége is rossz.

Ha egy fémrúd végét lángban hevítjük, akkor hamarosan az egész rúd nagyon felforrósodik. Már nem tudjuk a kezünkben tartani.

Ez azt jelenti, hogy a fémek jól vezetik a hőt, vagyis van nagy hővezető képesség. Az ezüst és a réz a legmagasabb hővezető képességgel rendelkezik.

Tekintsük a hő átadását a szilárd test egyik részéből a másikba a következő kísérletben.

Egy vastag rézhuzal egyik végét állványban rögzítjük. Csatlakoztasson néhány szegfűt a dróthoz viasszal. Ha a huzal szabad végét alkohollámpa lángjában hevítjük, a viasz megolvad. A szegfű fokozatosan hullani kezd (5. ábra). Először azok, amelyek közelebb vannak a lánghoz, eltűnnek, majd az összes többi sorra.

Rizs. 5. Hőátvitel a szilárd test egyik részéből a másikba

Nézzük meg, hogyan történik az energia átvitele a vezeték mentén. A fémrészecskék oszcilláló mozgásának sebessége a vezetéknek azon a részén növekszik, amely közelebb van a lánghoz. Mivel a részecskék folyamatosan kölcsönhatásba lépnek egymással, a szomszédos részecskék mozgási sebessége nő. A következő vezetékdarab hőmérséklete emelkedni kezd, és így tovább.

Emlékeztetni kell arra, hogy a hővezetés során az anyag nem kerül át a test egyik végéből a másikba.

Tekintsük most a folyadékok hővezető képességét. Vegyünk egy kémcsövet vízzel, és kezdjük el melegíteni a felső részét. A felszínen lévő víz hamarosan felforr, a kémcső alján pedig ezalatt már csak felmelegszik (6. ábra). Ez azt jelenti, hogy a folyadékok hővezető képessége alacsony, kivéve a higanyt és az olvadt fémeket.

Rizs. 6. A folyadék hővezető képessége

Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a folyadékokban a molekulák nagyobb távolságra helyezkednek el egymástól, mint a folyadékokban. szilárd anyagokÓ.

Gázok hővezető képességét vizsgáljuk. Száraz kémcsövet helyezünk az ujjunkra, és aljával felfelé alkohollámpa lángjában melegítjük (7. ábra). Az ujj hosszú ideig nem lesz meleg.

Rizs. 7. Gáz hővezető képessége

Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a gázmolekulák közötti távolság még nagyobb, mint a folyadékoké és a szilárd anyagoké. Ezért a gázok hővezető képessége még kisebb.

Így, hővezető képesség at különféle anyagok különböző.

A 8. ábrán látható tapasztalatok azt mutatják, hogy a különböző fémek hővezető képessége nem azonos.

Rizs. 8. Különböző fémek hővezető képessége

A gyapjú, szőr, madártoll, papír, parafa és más porózus testek hővezető képessége gyenge. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy ezen anyagok rostjai között levegő található. A vákuum (levegőtől megszabadított tér) a legalacsonyabb hővezető képességgel rendelkezik. Ez azzal magyarázható, hogy a hővezető képesség az energia átadása a test egyik részéből a másikba, amely molekulák vagy más részecskék kölcsönhatása során következik be. Olyan térben, ahol nincsenek részecskék, a hővezetés nem megy végbe.

Ha meg kell védeni a testet a lehűléstől vagy felmelegedéstől, akkor alacsony hővezető képességű anyagokat használnak. Tehát az edények, serpenyők fogantyúi műanyagból készülnek. A házak rönkből vagy téglából épülnek, amelyek rossz hővezető képességgel rendelkeznek, ami azt jelenti, hogy megvédik a helyiségeket a lehűléstől.

Kérdések

1. Hogyan történik az energia átvitele egy fémhuzalon?
2. Magyarázza meg azt a tapasztalatot (lásd 8. ábra), amely azt mutatja, hogy a réz hővezető képessége nagyobb, mint az acél hővezető képessége!
3. Mely anyagoknak a legnagyobb és a legalacsonyabb a hővezető képessége? Hol használják?
4. Miért véd a hidegtől a szőr, a pehely, az állatok és madarak testén lévő tollak, valamint az emberi ruházat?

3. gyakorlat

1. Miért védi meg a mély laza hó a téli növényeket a fagytól?
2. Becslések szerint a fenyődeszkák hővezető képessége 3,7-szer nagyobb, mint a fenyőfűrészporé. Hogyan magyarázható egy ilyen különbség?
3. Miért nem fagy meg a víz egy vastag jégréteg alatt?
4. Miért helytelen a "bunda meleg" kifejezés?

Gyakorlat

Vegyünk egy csésze forró vizet, és egyszerre mártsunk bele egy fém- és egy fakanalat. Melyik kanál melegszik fel gyorsabban? Hogyan történik a hőcsere a víz és a kanalak között? Hogyan változik a víz és a kanalak belső energiája?

, 10. fokozat
Téma: " Hőmérséklet és termikus egyensúly »

hőjelenségek

Milyen hőátadási típusokat ismer?

Konvekció;

Hővezető;

Sugárzás.

Mi a hővezető képesség?

Válasz: hőátadás a részecskék kölcsönhatása során.

Mely anyagoknak a legnagyobb és a legalacsonyabb a hővezető képessége?

Válasz: a legnagyobb - a fémekhez, a legkisebb - a gázokhoz.

Mi a konvekció jelensége?

Válasz: hőátadás folyadék- vagy gázáramokkal.

Mi magyarázza a konvekciót?

Válasz: a meleg gáz és folyadék áramlásának mozgását az arkhimédeszi erő magyarázza.

Milyen típusú konvekciókat ismer?

Válasz: természetes és erőltetett.

Azt az energiát, amelyet a test a hőátadás során kap vagy veszít, ...

a hőmennyiség.

1. Mekkora egy anyag távoli hőkapacitása?

- egy érték, amely megmutatja, hogy mennyi hő szükséges egy 1 kg tömegű anyag hőmérsékletének 1 0 C-kal történő megváltoztatásához.

2. Különféle anyagokhoz fajlagos hő…

3. Anyagok különböző aggregáció állapotai(jég, víz, gőz) fajlagos hőkapacitás ...

Egy feladat. Számítsa ki, mennyi hő szükséges egy 2 kg tömegű rézrész felmelegítéséhez, hogy hőmérséklete 100 0C-kal megváltozzon!

A prezentáció letölthető a Prezentáció letöltése szövegre kattintva és a Microsoft PowerPoint telepítésével.

Miroshnichenko tanár úr küldte.