Vidinė energija, kaip ir bet kuri kita energijos rūšis, gali būti perduodama iš vieno kūno į kitą. Mes jau laikomas vienu iš tokio perdavimo pavyzdžių- energijos perdavimas iš karštas vanduo prie šalto šaukšto. Šis šilumos perdavimo būdas vadinamas laidumu.

Šilumos laidumą galima stebėti sekančiame eksperimente. Vieną storos varinės vielos galą jie pritvirtina trikoju, o prie vielos vašku tvirtinami keli gvazdikai (183 pav.). At kaitinant laisvą vielos galą alkoholio lempos vaško liepsnoje išsilydo, o smeigės pamažu krenta nuo laido. Pirma, tie, kurie yra arčiau liepsnos, išnyks, tada visi kiti savo ruožtu.

Kaip energija perduodama per laidą?

Pirmiausia karšta liepsna sukelia stiprinimą svyruojantis judesys metalo dalelės viename laido gale ir pakyla jo temperatūra. Tada šis judesio padidėjimas persikelia į kaimynines daleles, o jų virpesių greitis taip pat didėja, t.y. pakyla kitos laido dalies temperatūra. Tada didėja sekančių dalelių virpesių greitis ir tt Labai svarbu atkreipti dėmesį, kad šilumos laidumo metu pati medžiaga nejuda iš vieno kūno galo į kitą.

Skirtingos medžiagos turi skirtingą šilumos laidumą. Tai matyti iš eksperimento, kurio metu energija perduodama skirtingų metalų strypais (184 pav.). Ir iš gyvenimo patirties žinome, kad kai kurios medžiagos turi didesnį šilumos laidumą nei kitos. Pavyzdžiui, geležinės vinies negalima ilgai kaitinti laikant rankoje, tačiau degantį degtuką galima laikyti tol, kol liepsna paliečia ranką.

Metalai, ypač sidabras ir varis, pasižymi dideliu šilumos laidumu.

Skysčiuose, išskyrus išlydytus metalus, tokius kaip gyvsidabris, šilumos laidumas yra mažas. Dujos turi mažesnį šilumos laidumą. Po visko jų molekulės yra toli viena nuo kitos o judesio perkėlimas iš vienos molekulės į kitą yra sunkus.

Vilnos, pūkų, kailio ir kitų poringų kūnų tarp pluoštų yra oro, todėl jų šilumos laidumas yra prastas. Štai kodėl vilna kailis, pūkai saugo gyvūnus nuo atšalimo. Apsaugo gyvūnus nuo atšalimo ir riebalinį sluoksnį, kurio turi vandens paukščiai, banginiai, vėpliai, ruoniai.

Vakuuminis, labai retintos dujos, turi mažiausią šilumos laidumą. Tai paaiškinama tuo, kad šilumos laidumas, ty energijos perdavimas iš vienos kūno dalies į kitą atlikti molekules ar kitas daleles - todėl ten, kur nėra dalelių, šilumos laidumas negali vykti.

Mažo šilumos laidumo medžiagos naudojamos ten, kur būtina taupyti energiją. Pavyzdžiui, mūrinės sienos padeda išlaikyti vidinę energiją patalpoje. Gali apsaugoti kūną ir nuo įkaitimo, pavyzdžiui, išsaugomas ledas rūsyje, iškloti rūsį šiaudais, pjuvenomis ir žemėmis, kurių šilumos laidumas yra prastas.

Klausimai. vienas. Kokį eksperimentą galima naudoti norint stebėti kieto kūno vidinės energijos perdavimą? 2. Kaip vyksta energijos perdavimas metaliniu laidu? 3. Kokios medžiagos turi didžiausią ir mažiausią šilumos laidumą? Kur jie naudojami?

Pratimai. vienas. Kodėl gilus purus sniegas apsaugo žiemkenčius nuo užšalimo? 2. Paaiškinkite, kodėl šiaudų, šieno, sausų lapų šilumos laidumas prastas. 3. Apskaičiuota, kad pušinių lentų šilumos laidumas yra 3,7 karto didesnis nei pušies pjuvenų, ledo šilumos laidumas yra 21,6 karto didesnis nei ką tik iškritusio sniego (sniegas susideda iš mažų ledo kristalų). Kaip paaiškinti tokį skirtumą? 4. Kodėl posakis „kailis šiltas“ yra neteisingas? 5. Ant stalo gulinčios žirklės ir pieštukai turi vienodą temperatūrą. Kodėl liečiant žirklės atrodo šaltesnės? 6. Paaiškinkite, kaip nuo šalčio saugo kailiai, pūkai, plunksnos ant gyvūnų kūno, taip pat žmonių drabužiai.

Ankstesnėje pastraipoje išsiaiškinome, kad nuleidžiant metalinę adatą į stiklinę su karštas vanduo labai greitai pasidarė karšta ir stipino galas. Vadinasi, vidinė energija, kaip ir bet kuri energija, gali būti perduota iš vieno kūno į kitą. Vidinė energija taip pat gali būti perkelta iš vienos kūno dalies į kitą. Taigi, pavyzdžiui, jei vienas nago galas kaitinamas liepsnoje, tai kitas jo galas, esantis rankoje, palaipsniui įkais ir sudegins ranką.

Vidinės energijos perdavimo iš vienos kūno dalies į kitą arba iš vieno kūno į kitą reiškinys, kai jie tiesiogiai liečiasi, vadinamas šilumos laidumu.

Ištirkime šį reiškinį atlikdami daugybę eksperimentų su kietosiomis medžiagomis, skysčiais ir dujomis.

Įkišame medinio pagaliuko galą į ugnį. Jis užsidegs. Kitas lazdos galas, kuris yra lauke, bus šaltas. Taigi medis turi prastas šilumos laidumas.

Plonos stiklinės lazdelės galą prikeliame prie spiritinės lempos liepsnos. Po kurio laiko jis įkais, o kitas galas liks šaltas. Vadinasi, stiklas taip pat turi prastą šilumos laidumą.

Jei kaitinsime metalinio strypo galą liepsnoje, labai greitai visas strypas labai įkais. Nebegalime jo laikyti rankose.

Tai reiškia, kad metalai gerai praleidžia šilumą, tai yra, turi didelis šilumos laidumas. Sidabras ir varis turi didžiausią šilumos laidumą.

Toliau pateiktame eksperimente apsvarstykite šilumos perdavimą iš vienos kieto kūno dalies į kitą.

Vieną storos varinės vielos galą pritvirtiname trikoju. Pritvirtinkite keletą gvazdikų prie vielos vašku. Kai laisvas vielos galas kaitinamas alkoholio lempos liepsnoje, vaškas išsilydys. Gvazdikai pradės kristi palaipsniui (5 pav.). Pirma, tie, kurie yra arčiau liepsnos, išnyks, tada visi kiti savo ruožtu.

Ryžiai. 5. Šilumos perdavimas iš vienos kieto kūno dalies į kitą

Išsiaiškinkime, kaip energija perduodama laidu. Metalo dalelių virpesių judėjimo greitis didėja toje vielos dalyje, kuri yra arčiau liepsnos. Kadangi dalelės nuolat sąveikauja viena su kita, kaimyninių dalelių judėjimo greitis didėja. Pradeda kilti kito vielos gabalo temperatūra ir pan.

Reikia atsiminti, kad šilumos laidumo metu medžiaga neperkeliama iš vieno kūno galo į kitą.

Dabar apsvarstykite skysčių šilumos laidumą. Paimkite mėgintuvėlį su vandeniu ir pradėkite šildyti jo viršutinę dalį. Vanduo paviršiuje netrukus užvirs, o mėgintuvėlio apačioje per tą laiką tik įkais (6 pav.). Tai reiškia, kad skysčių šilumos laidumas yra mažas, išskyrus gyvsidabrį ir išlydytus metalus.

Ryžiai. 6. Skysčio šilumos laidumas

Taip yra dėl to, kad skysčiuose molekulės yra viena nuo kitos didesniais atstumais nei skysčiuose. kietosios medžiagos Oi.

Mes tiriame dujų šilumos laidumą. Ant piršto uždedame sausą mėgintuvėlį ir kaitiname alkoholinės lempos liepsnoje dugnu į viršų (7 pav.). Pirštas ilgai nesijaus šiltas.

Ryžiai. 7. Dujų šilumos laidumas

Taip yra dėl to, kad atstumas tarp dujų molekulių yra net didesnis nei skysčių ir kietųjų medžiagų. Todėl dujų šilumos laidumas dar mažesnis.

Taigi, šilumos laidumas ties įvairių medžiagų skirtinga.

8 paveiksle parodyta patirtis rodo, kad skirtingų metalų šilumos laidumas nėra vienodas.

Ryžiai. 8. Įvairių metalų šilumos laidumas

Vilna, plaukai, paukščių plunksnos, popierius, kamštiena ir kiti poringi kūnai turi prastą šilumos laidumą. Taip yra dėl to, kad tarp šių medžiagų pluoštų yra oro. Vakuumas (iš oro išlaisvinta erdvė) turi mažiausią šilumos laidumą. Tai paaiškinama tuo, kad šilumos laidumas – tai energijos perdavimas iš vienos kūno dalies į kitą, vykstantis molekulėms ar kitoms dalelėms sąveikaujant. Erdvėje, kurioje nėra dalelių, šilumos laidumas negali vykti.

Jei reikia apsaugoti kūną nuo atšalimo ar šildymo, tada naudojamos medžiagos, kurių šilumos laidumas yra mažas. Taigi, puodams, keptuvėms, rankenos yra pagamintos iš plastiko. Namai statomi iš rąstų ar plytų, kurių šilumos laidumas prastas, vadinasi, apsaugo patalpas nuo atšalimo.

Klausimai

1. Kaip energija perduodama per metalinę vielą?
2. Paaiškinkite patirtį (žr. 8 pav.), rodančią, kad vario šilumos laidumas yra didesnis už plieno šilumos laidumą.
3. Kurios medžiagos turi didžiausią ir mažiausią šilumos laidumą? Kur jie naudojami?
4. Kodėl nuo šalčio saugo kailiai, pūkai, plunksnos ant gyvūnų ir paukščių kūno, taip pat žmonių drabužiai?

3 pratimas

1. Kodėl gilus purus sniegas apsaugo žiemkenčius nuo užšalimo?
2. Skaičiuojama, kad pušies lentų šilumos laidumas yra 3,7 karto didesnis nei pušies pjuvenų. Kaip paaiškinti tokį skirtumą?
3. Kodėl vanduo neužšąla po storu ledo sluoksniu?
4. Kodėl posakis „šiltas kailinis“ yra neteisingas?

Pratimas

Paimkite puodelį karšto vandens ir tuo pačiu metu įmerkite į vandenį metalinį ir medinį šaukštą. Kuris šaukštas įkais greičiau? Kaip šiluma keičiasi tarp vandens ir šaukštų? Kaip keičiasi vandens ir šaukštų vidinė energija?

, 10 klasė
Tema: " Temperatūra ir šiluminė pusiausvyra »

šiluminiai reiškiniai

Kokius šilumos perdavimo tipus žinote?

Konvekcija;

Šilumos laidumas;

Radiacija.

Kas yra šilumos laidumas?

Atsakymas: šilumos perdavimas dalelių sąveikos metu.

Kurios medžiagos turi didžiausią ir mažiausią šilumos laidumą?

Atsakymas: didžiausias - metalams, mažiausias - dujoms.

Kas yra konvekcijos reiškinys?

Atsakymas: šilumos perdavimas skysčio arba dujų srautais.

Kas paaiškina konvekciją?

Atsakymas: šiltų dujų ir skysčio srautų judėjimas paaiškinamas Archimedo jėga.

Kokius konvekcijos tipus žinote?

Atsakymas: natūralus ir priverstinis.

Energija, kurią kūnas gauna arba praranda šilumos perdavimo metu, vadinama ...

šilumos kiekį.

1. Kokia yra medžiagos nuotolinė šiluminė talpa?

- reikšmė, rodanti, kiek šilumos reikia 1 kg sveriančios medžiagos temperatūrai pakeisti 1 0C.

2. Skirtingoms medžiagoms specifinė šiluma…

3. Medžiagos skirtingose agregacijos būsenos(ledas, vanduo, garai) savitoji šiluminė talpa ...

Užduotis. Apskaičiuokite šilumos kiekį, reikalingą 2 kg masės varinei daliai pašildyti, kad jos temperatūra pasikeistų 100 0C.

Prezentaciją galite atsisiųsti spustelėję tekstą Atsisiųsti pristatymą ir įdiegę Microsoft PowerPoint.

Atsiuntė mokytojas Mirošničenko.