Интересные факты теплопроводность – Виды теплопередачи – внеурочная деятельность (конкурсная работа) – Корпорация Российский учебник (издательство Дрофа – Вентана)

Смотри: вот отвалился один гвоздик.., другой… третий…
Строго по порядочку, по очереди.

Сначала самый близкий к огню, потом все дальше, дальше…
Значит, тепло передается по гвоздю от нагретого конца к холодному. И передается постепенно.

Опыт с деревом

Когда гвоздь остынет, выдерни его и в оставшееся отверстие вставь лучинку.
Повтори тот же опыт с ней.

Картина будет совсем другая!
Конец лучинки загорится, а гвоздики будут держаться по-прежнему. Выходит, что дерево проводит тепло гораздо хуже, чем железо.

Опыт со стеклом

Если есть у тебя подходящая по толщине стеклянная палочка или трубка, повтори опыт с ней.
Она, конечно, не горит, но тепло проводит не лучше дерева.

Опыт с ложками

Возьмите две чайные ложки: одну серебряную, другую из никелевого сплава. Прикрепите к ним каплями стеарина скрепки для бумаг. Вложите ложки в стакан, чтобы ручки со скрепками торчали из него в разные стороны. Налейте в стакан кипяток. Ложки нагреются. У серебряной ложки стеарин расплавится, и скрепка отпадет. У другой ложки скрепка или совсем не отпадет, или отпадет позже, когда ложка нагреется сильнее.

Конечно, ложки должны быть одинаковые по форме и размеру. Если нет серебряной ложки, возьмите такие, какие у вас есть, но только из разных металлов. Где нагревание произойдет быстрее, тот металл лучше проводит тепло, более теплопроводен.

Опыт с монетой

Различные вещества по-разному проводят тепло. Это хорошо видно из небольшого опыта.
Приложите к кусочку дерева монету и оберните их белой бумагой. Поднесите все это на короткое время к пламени свечи так, чтобы пламя только коснулось места, где над бумагой находится монета. Старайтесь не дать бумаге загореться. Но бумага все же успела обуглиться, и обуглилась она вокруг монеты.

Там же, где была сама монета, остался не тронутый огнем белый кружок. Металл монеты, как хороший теплопроводный материал, отобрал на себя жар пламени и предохранил бумагу от обгорания.

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ПОРИСТЫХ ТЕЛ

Из твердых веществ хуже всего проводит тепло керамика, пластмасса, дерево, ткань.

Вот поэтому ручки у чайников или сковородок делают из пластмассы или дерева. А если ручка металлическая, то, чтобы не обжечь пальцы, приходится пользоваться тряпкой. Она тоже плохо проводит тепло и, предохраняя руку от ожога, служит теплоизоляцией.

Опыт

Распушите небольшой комок ваты и оберните им шарик термометра.
Теперь подержите некоторое время термометр на определенном расстоянии от какого-нибудь нагревателя и заметьте, как поднялась температура. Затем тот же комок ваты сожмите и туго обмотайте им шарик термометра и снова поднесите к лампе. Во втором случае ртуть поднимется гораздо быстрее.
Значит, сжатая вата проводит тепло намного лучше!

Высокие теплоизоляционные свойства вате придает воздух, заключенный между волокнами распушенной ваты (а не сама вата). Шерсть теплее, чем вата, именно потому, что ее волокнистая структура позволяет задерживать в себе еще больше воздуха.

На этом же принципе основано производство теплоизоляционных материалов для домостроения. В них делают как можно больше воздушных промежутков.

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ГАЗА

Зимой вы применяете теплоизоляцию и надеваете теплое пальто или шубу. Воздух, который содержится между волокнами ваты или меха, как и всякий газ, плохой проводник тепла.

Итак, для того чтобы предохранить что-либо от холода, применяется теплоизоляция. Но и от излишнего тепла приходится принимать теплоизоляционные меры. Когда космический корабль на спуске с огромной скоростью летит в атмосфере Земли, его стенки трутся о воздух и сильно нагреваются. Для сохранения внутри корабля от высокой температуры экипажа и аппаратуры применяют теплоизоляционный, теплостойкий чехол. Он состоит из слоев плохо проводящих теплоту материалов.

Опыт 1

Уже говорилось о том, что газы  плохо проводят тепло.
Возьмите алюминиевую тарелочку от детской посуды, поставьте ее на небольшой огонь и, когда она достаточно нагреется, налейте на нее половину чайной ложки воды.

Вода не испарится мгновенно, как следовало бы ожидать. Вода перекатится плоским шариком — сфероидом на самое низкое место тарелочки и замрет там на раскаленном металле. Кажется странным, что вода не превращается сразу в пар. Конечно, вода испаряется, но этот самый пар, в который превращается вода, и предохраняет большую сфероидальную каплю от раскаленного металла. Пар в данном случае оказывается отличной теплоизоляцией.

Опыт 2

Когда вы гладите белье, переверните утюг и, если он достаточно нагрет, брызните на него водой. Она сразу превратится в маленькие круглые шарики, которые быстро покатятся по утюгу.

Эти мелкие шарообразные капельки тоже не испарились мгновенно, их тоже защитила от жара утюга паровая прослойка, «паровая подушка». На этой «паровой подушке» водяные шарики и пропутешествовали по раскаленному утюгу.

Опыт 3

Возьмите несколько маленьких кусочков сухого льда, положите их на гладкую поверхность алюминиевой тарелки. Наклоняйте тарелку в разные стороны. Кусочки сухого льда будут легко скользить по гладкой поверхно­сти. Теплая поверхность алюминиевой тарелки (ее температура отличается от температуры сухого льда по крайней мере на 100 градусов) помогает углекислому газу более бурно выделяться. Под кусочками сухого льда получаются «углекислые подушки», на них и происходит скольжение.

Источник: “Здравствуй, физика”, Л. Гальперштейн; Ф.Рабиза “Опыты без приборов” и “Космос у тебя дома”

class-fizika.ru

Интересные факты. А вы знали об этом? – Гости в доме

У осьминога прямоугольный зрачок

Змеи могут спать до трех лет без всякой пищи

Теплопроводность стекла на столько мала, что вы можете взять стеклянную палочку, раскаленную посередине, за концы, и при этом даже не почувствовать тепла. Однако интересно то, что материалом с наивысшей теплопроводностью является вовсе не какой-либо металл (серебро или медь), как думают многие. Самую высокую теплопроводность имеет материал, который так похож на стекло – алмаз. Теплопроводность алмаза почти в 6 раз больше чем у серебра или меди. Поэтому, если кто-нибудь сделает чайную ложечку из алмаза, вы не сможете ей воспользоваться, потому что будете обжигать пальцы в ту же секунду, как опустите ложечку в горячий чай.

Остров Манхэттен (США) был куплен в 1626 году Питером Минуитом у местных индейцев за сумму, примерно равную 25 долларов. В настоящее время совокупная стоимость острова исчисляется миллионами долларов. Однако, если бы Питер вложил свои 25 долларов в банк под 7% годовых, то в настоящее время он бы получил 3.6 триллионов долларов США, что существенно больше нынешней стоимости острова со всеми сооружениями на нем.
Вот к чему приводит принятие однажды неправильного решения. Мотайте на ус, пригодится при покупке острова ))

Во время второй мировой войны, германские и союзные войска регулярно совершали бомбовые налеты на аэродромы друг друга. Поэтому, германское командование отдало приказ построить полный макет аэродрома и самолетов из дерева, чтобы отвлечь внимание союзников. Строительство проходило в обстановке строжайшей секретности. Но, однажды над аэродромом пролетел бомбардировщик союзников и сбросил лишь одну бомбу, после чего строительство прекратилось. Бомба была деревянной.

Поскольку европейские рыбаки долго не могли поймать никого, напоминающего молодого угря, жизненный цикл этого существа был покрыт тайной в течение долгого времени. Так продолжалось до 1922 года, когда датский профессор обнаружил, что угри, обитающие в Европе, на самом деле рождаются в Саргассовом море, и затем осуществляют долгое путешествие вместе с водами Гольфстрима через океан. И только спустя три года достигают Англии.

Вы так же можете не знать, что кровь угря чрезвычайно токсична. Однако, токсины разрушаются в процессе приготовления угря. Именно поэтому вы никогда не найдете суши, сделанные из сырого угря.

Прежде, чем США приступили к строительству Панамского канала, было потрачено более двух с половиной миллионов галлонов керосина, при проведении подготовительных работ. Однако этот керосин не был использован для каких-либо машин. Его использовали для распыления по болотам в районе будущей стройки с целью уничтожения москитов Aedes Aegypti и малярийных комаров, переносчиков желтой лихорадки и малярии. Смертность от желтой лихорадки и малярии были основными причинами провала французских строителей, которые предприняли первую попытку строительства канала.

Вы знаете сколько цветов в радуге? Оказывается, вариант ответа зависит от страны проживания. Жители Китая считают, что в радуге пять цветов. Для жителей США типичным ответом будет шесть цветов, в то время как жители России насчитывают их семь.

В случае неблагоприятных обстоятельств самка броненосца может задержать роды на два года.

Самая высокая гора на Земле вовсе не Эверест, как принято считать. Если измерять высоту от земной коры до вершины, то гора Мауна-Кеа является самой высокой на Земле. Ее полная высота от земной коры lо вершины составляет более десяти километров. Однако только 4245 метров находятся над поверхностью моря.

Мы часто видим викингов, изображенных в шлемах с рогами. Тем не менее, это большое заблуждение, причиной которому послужила одна из художественных школ, основанная в 1811 году с Стокгольме. Целью этой школы было популяризация скандинавской мифологии. Именно они начали изображать викингов в шлемах с рогами, однако нет никаких исторических подтверждений, что древние скандинавские войны носили подобные шлемы.

Хочется так же отметить один забавный факт – перед атакой для смелости и как обезболивающее, они пили отвар мухоморов. Это приводило к тому, что после бойни их прошибал недетский понос 🙂 Причем все эти засранцы были с рыжие и с бородами.

Все циклоны, зародившиеся в северном полушарии, вращаются против часовой стрелки, в то время как циклоны, зародившиеся в южном полушарии вращаются по часовой стрелке. Это является прямым следствием эффекта Кориолиса. А что происходит, когда циклон пересекает экватор? Ответ: циклоны никогда не пересекают экватор, обычно они рождаются вблизи экватора, а затем двигаются по направлению к одному из полюсов.

Вы наверняка знаете, что Солнце над горизонтом выглядит значительно больше, чем в зените. Многие люди думают, что это атмосферный оптический эффект. Однако, это неправильно. Размер Солнца не меняется в течение дня. Это иллюзия, основанная на факте, что любой объект выглядит больше рядом с прямой линией, нежели в пустом пространстве.

Черный и зеленый чай производят из одних и тех же листьев чайного дерева. Разница заключается только в процессе изготовления – листья для черного чая подвергают более сильному окислению, чем листья, используемые для зеленого чая.

Сердце кита бьется 9 раз в минуту. Сумма всех чисел на рулетке равна 666.

Если все 18-летние жители Китая встанут в одну линию и пойдут мимо вас, то эта линия никогда не закончится. Это произойдет потому, что новые жители будут достигать 18 лет и вставать в линию быстрее, чем линия пройдет мимо вас.

В течение 10 минут средний ураган вырабатывает столько энергии, сколько дают в сумме все атомные электростанции мира.

Умножьте 37 037 на любую цифру от 1 до 9, и умножьте результат на 3. Результаты вас удивят!

Компания Американские Авиалинии сэкономила порядка 40 тысяч долларов США, изъяв всего лишь одну оливку из каждого салата, подаваемого в первом классе.

“Сутки” на земной орбите составляют приблизительно 90 минут: 45 минут “дня” и 45 минут “ночи”. Таким образом, астронавты наблюдают 16 рассветов и 16 закатов в течение 24 часов.

Человек рождается с 300 костями, но к совершеннолетию их остается только 206.

Первоначально Кока-Кола имела зеленый цвет. Первоначально, название Кока-Кола в Китае произносилась как “ке-коу-ке-ла”, и означало “укус воскового головастика” или “кобыла, набитая воском”, в зависимости от диалекта. Компания провела обширное исследование, перебрав 40 000 китайских символов, чтобы найти фонетический эквивалент “ко-коу-ко-ле”, что переводится как “счастье во рту”. Кстати, Исландия больше всех пьет колы, больше чем все остальные страны!

Репелленты не отпугивают комаров – они прячут вас. Вещества, содержащиеся в репеллентах, блокируют рецепторы, с помощью которых комары находят свою жертву.

Стоматологи рекомендуют держать зубную щетку на расстоянии не меньше двух метров от унитаза.

Ни один лист бумаги невозможно сложить пополам больше семи раз.

Ежегодно на земле ослы убивают больше людей, чем гибнет в авиакатастрофах.

Во сне вы сжигаете больше калорий, чем во время просмотра телевизора.

Первым товаром со штрих кодом была жевательная резинка Wrigley’s.

Размах крыльев Боинга-747 больше, чем расстояние первого полета братьев Райт.

Венера единственная планета Солнечной системы, вращающаяся против часовой стрелки.

Проснуться с утра яблоки помогают лучше чем кофе.

Пластмассовые штучки на концах шнурков называются аксельбанты.

Большинство пылинок в вашем доме – это отшелушившиеся частички кожи.

Первый владелец компании Marlboro умер от рака легких.

Майкл Джордан получил от Nike больше денег, чем все рабочие на фабриках этой фирмы в Малайзии.

У Мэрилин Монро на ногах было по шесть пальцев.

Все президенты США носили очки. Просто некоторые не любили показываться в них на публике.

Уолт Дисней, создатель Микки Мауса, боялся мышей.

Жемчужины растворяются в уксусе.

Среди людей, публикующих брачные объявления, 35 процентов уже женаты или замужем.

Три самых дорогих названия торговых марок на земле – это Marlboro, Coca-Cola и Budweiser, именно в такой последовательности.

Корову можно заставить подняться по лестнице, но невозможно заставить спуститься.

Причина, по которой американские пожарные части имеют винтовые лестницы, относится к временам, когда насосы и прочие тяжести поднимались лошадьми. Лошади толпились внизу, не в силах понять, как подняться по лестнице с прямыми пролетами.

Ричард Никсон (Rich ard Millhouse Nixon) был первым президентом США, в имени которого содержались все буквы слова “criminal” (преступник). Вторым был Билл Клинтон (William Jefferson Clinton).

В среднем, 100 человек ежегодно гибнут, подавившись шариковой ручкой.

90 процентов нью-йоркских таксистов – иммигранты.

Слон – единственное животное, не умеющее подпрыгивать.

Шанс дожить до 116 лет имеет один человек из двух миллионов.

Женщины, в среднем, моргают вдвое чаще мужчин.

Лизнуть собственный локоть человеку невозможно анатомически.

Здание главной библиотеки университета штата Индиана ежегодно дает просадку в один дюйм, потому что при строительстве инженеры не приняли в расчет вес содержащихся в нем книг.

Улитки могут спать до трех лет.

Крокодилы не умеют высовывать язык.

Зажигалка была изобретена раньше спичек.

Ежедневно жители США съедают 18 гектаров пиццы.

Почти все, кто прочитал этот текст, попытались лизнуть свой локоть.

www.gostivdome.com

Теплопроводность – внеурочная деятельность (конкурсная работа) – Корпорация Российский учебник (издательство Дрофа – Вентана)

• Участник: Шароглазова Ксения Сергеевна
• Руководитель: Печерская Светлана Юрьевна

Актуальность: В наше время разрабатываются новые материалы. Знания о теплопроводности различных веществ позволяет не только широко использовать их, но и предотвращать их вредное воздействие в быту, технике и природе.

Цель: изучение явления теплопроводности, проделав ряд опытов с твердыми телами, жидкостями и газами.

Задачи:

• изучить теоретический материал по данному вопросу;
• исследовать теплопроводность твердых тел;
• исследовать теплопроводность жидкостей;
• исследовать теплопроводность газов;
• сделать выводы о полученных результатах.

Гипотеза: все вещества (твердые, жидкие и газообразные) имеют разную теплопроводность.

Оборудование: спиртовка, штатив, деревянная палочка, стеклянная палочка, медная проволока, пробирка с водой.

Элементы УМК к учебнику А.В.Перышкина: учебник «Физика. 8 класс» А.В.Перышкина

Содержание работы

Внутренняя энергия, как и любой вид энергии, может быть передана от одних тел к другим. Внутренняя энергия может передаваться и от одной части тела к другой. Так, например, если один конец гвоздя нагреть в пламени, то другой его конец, находящийся в руке, постепенно нагреется и будет жечь руку. Явление передачи внутренней энергии от одной части тела к другой или от одного тела к другому при их непосредственном контакте называется теплопроводностью.

Изучим это явление, проделав ряд опытов с твердыми телами, жидкостью и газом.

Видео: https://cloud.mail.ru/public/JCFY/CFTcCeqhE

Опыт 1. Исследование теплопроводности твердых тел на примере деревянной палочки, стеклянной палочки и медного стержня

Внесем в огонь конец деревянной палки. Он воспламенится.

Вывод: дерево обладает плохой теплопроводностью.

Поднесем к пламени спиртовки конец тонкой стеклянной палочки. Через некоторое время он нагреется, другой же конец останется холодным.

Вывод: стекло имеет плохую теплопроводность.

Если же мы будем нагревать в пламени конец металлического стержня, то очень скоро весь стержень сильно нагреется. Удержать его в руках мы уже не сможем.

Вывод: металлы хорошо проводят тепло, т. е. имеют большую теплопроводность. Наибольшей теплопроводностью обладают серебро и медь. 

Рассмотрим передачу тепла от одной части твердого тела к другой на следующем опыте. Закрепим один конец толстой медной проволоки в штативе. К проволоке прикрепим воском несколько гвоздиков (рис. 6). При нагревании свободного конца проволоки в пламени спиртовки воск будет таять. Гвоздики начнут постепенно отваливаться. Сначала отпадут те, которые расположены ближе к пламени, затем по очереди все остальные.

Выясним, как происходит передача энергии по проволоке. Скорость колебательного движения частиц металла увеличивается в той части проволоки, которая ближе расположена к пламени. Поскольку частицы постоянно взаимодействуют друг с другом, то увеличивается скорость движения соседних частиц. Начинает повышаться температура следующей части проволоки и т. д. Следует помнить, что при теплопроводности не происходит переноса вещества от одного конца тела к другому.

Опыт 2. Исследование теплопроводности жидкостей на примере воды

Рассмотрим теперь теплопроводность жидкостей. Возьмем пробирку с водой и станем нагревать ее верхнюю часть. Вода у поверхности скоро закипит, а у дна пробирки за это время она только нагреется (рис. 7). Значит, у жидкостей теплопроводность невелика, за исключением ртути и расплавленных металлов. Это объясняется тем, что в жидкостях молекулы расположены на больших расстояниях друг от друга, чем в твердых телах.

Вывод: теплопроводность жидкостей меньше теплопроводности металлов.

Опыт 3. Исследование теплопроводности газов

Исследуем теплопроводность газов. 

Сухую пробирку наденем на палец и нагреем в пламени спиртовки донышком вверх (рис. 8). Палец при этом долго не почувствует тепла. Это связано с тем, что расстояние между молекулами газа еще больше, чем у жидкостей и твердых тел.

Вывод: теплопроводность у газов еще меньше, чем у жидкостей. Итак, теплопроводность у различных веществ различна.

Выводы и их обсуждение

Вывод: Проведенные опыты показывают, что теплопроводность у различных веществ различна. Наибольшей теплопроводность обладают металлы, у жидкостей теплопроводность невелика и самая малая теплопроводность у газов.

Используя §4 учебника физики для 8 класса, представим результаты в виде таблицы:

Объяснение явления теплопроводности с молекулярно-кинетической точки зрения: теплопроводность — это перенос энергии от одной части тела к другой, который происходит при взаимодействии молекул или других частиц. В металлах частицы расположены близко, они постоянно взаимодействуют друг с другом. Скорость колебательного движения в нагретой части металла увеличивается и быстро передается соседним частицам. Повышается температура следующей части проволоки. В жидкостях и газах молекулы расположены на больших расстояниях, чем в металлах. В пространстве, где нет частиц, теплопроводность осуществляться не может.

Применение теплопроводности

Теплопроводность на кухне

Теплопроводность и ее регулировка важны в процессе приготовления пищи. Часто во время тепловой обработки продукта необходимо поддерживать высокую температуру, поэтому на кухне используют металлы (медь, алюминий…), так их теплопроводность и прочность выше, чем у других материалов. Из металла делают кастрюли, сковородки, противни, и другую посуду. Когда они соприкасаются с источником тепла, это тепло легко передается пище. Иногда бывает необходимо уменьшить теплопроводность — в этом случае используют кастрюли из материалов с более низкой теплопроводностью, или готовят способами, при которых пище передается меньшее количество тепла. Приготовление блюд на водяной бане — один из примеров уменьшения теплопроводности. Для посуды, предназначенной для приготовления пищи, не всегда используют материалы с высокой теплопроводностью. В духовом шкафу, например, часто используют керамическую посуду, теплопроводность которой намного ниже, чем у металлической посуды. Их самое главное преимущество — способность держать температуру. Хороший пример использования материалов с высокой теплопроводностью на кухне — плита. Например, конфорки электроплиты сделаны из металла, чтобы обеспечить хорошую передачу тепла от раскаленной спирали нагревательного элемента к кастрюле или сковородке. Люди используют материалы с низкой теплопроводностью между руками и посудой, чтобы не обжечься. Ручки многих кастрюль сделаны из пластмасс, а противни вынимают из духовки прихватками из ткани или пластмассы с низкой теплопроводностью.

Материалы с невысокой теплопроводностью также используют для поддержания температуры пищи неизменной. Так, например, чтобы утренний кофе или суп, который берут в путешествие или на обед на работу, оставался горячим, его наливают в термос, чашку или банку с хорошей теплоизоляцией. Чаще всего в них пища остается горячей (или холодной) благодаря тому, что между их стенками находится материал, плохо проводящий тепло. Это может быть пенопласт или воздух, который находится в закрытом пространстве между стенками сосуда. Он не дает теплу перейти в окружающую среду, пище — остыть, а рукам — получить ожог. Пенопласт используют также для стаканчиков и контейнеров для пищи навынос. В вакуумном сосуде Дьюара (известном как «термос», по названию торговой марки) между наружной и внутренней стенкой почти нет воздуха — это еще больше уменьшает теплопроводность.

Отопительная система

Задача любой системы отопления является эффективная передача энергии от теплоносителя (горячей воды) в помещение. Для этого используют специальные элементы системы отопления – радиаторы. Радиаторы предназначены для повышения теплопередачи накопившейся в системе тепловой энергии в помещение. Они представляют собой секционную или монолитную конструкцию, внутри которой циркулирует теплоноситель. Основные характеристики радиатора отопления: материал изготовления, тип конструкции, габаритные размеры (кол-во секций), теплоотдача. Чем выше этот показатель, тем меньше тепловых потерь будет при передаче энергии от теплоносителя в помещение. Лучший материал для изготовления радиаторов – это медь. Наиболее часто используют чугунные радиаторы; алюминиевые радиаторы; стальные радиаторы; биметаллические радиаторы.

Теплопроводность для тепла

Мы используем материалы с низкой теплопроводностью для поддержания постоянной температуры тела. Примеры таких материалов — шерсть, пух, и синтетическая шерсть. Кожа животных покрыта мехом, а птиц — пухом с низкой теплопроводностью, и мы заимствуем эти материалы у животных или создаем похожие на них синтетические ткани, и делаем из них одежду и обувь, которые защищают нас от холода. Кроме этого мы делаем одеяла, так как спать под ними удобнее, чем в одежде. Воздух имеет низкую теплопроводность, но проблема с холодным воздухом в том, что обычно он может свободно двигаться в любом направлении. Он вытесняет теплый воздух вокруг нас, и нам становится холодно. Если движение воздуха ограничить, например, заключив его между внешней и внутренней стенками сосуда, то он обеспечивает хорошую термоизоляцию. У снега и льда тоже низкая теплопроводность, поэтому люди, животные и растения используют их для теплоизоляции. В свежем не утрамбованном снеге внутри находится воздух, что еще больше уменьшает его теплопроводность, особенно потому, что теплопроводность воздуха ниже теплопроводности снега. Благодаря этим свойствам, ледяной и снежный покров защищает растения от замерзания. Животные роют ямки и целые пещеры для зимовья в снегу. Путешественники, переходящие через заснеженные районы, иногда роют подобные пещеры, чтобы в них переночевать. С древнейших времен люди строили убежища изо льда, а сейчас создают целые развлекательные центры и гостиницы. В них часто горит огонь, и люди спят в мехах и синтетических спальных мешках.

Для обеспечения нормальной жизнедеятельности в организме людей и животных необходимо поддерживать определенную температуру в очень узких пределах. У крови и других жидкостей, а также у тканей разная теплопроводность и ее можно регулировать в зависимости от потребностей и окружающей температуры. Так, например, организм может изменить количество крови на участке тела или во всем организме с помощью расширения или сужения сосудов. Наше тело также может сгущать и разжижать кровь. При этом теплопроводность крови, а, следовательно, и части тела, где эта кровь течет, изменяется.

Теплолечение

Современные методы лечения теплом могут быть разделены на три большие группы: 1) контактное приложение нагретых сред; 2) светотепловое облучение и 3) использование теплоты, образующейся в тканях при прохождении высокочастотного электрического тока. Остановимся на использовании нагретых сред. Для теплолечения выбираются среды, позволяющие создать в них значительный запас теплоты. Эта теплота затем должна медленно и постепенно передаваться организму во все время процедуры. Для этого среда должна иметь, возможно, высокую теплоемкость и сравнительно низкие теплопроводность и конвекционную способности. Для теплолечения в основном применяют следующие среды: воздух, воду, торф, лечебные грязи и парафин.

Теплопроводность в бане

Многие любят отдыхать в саунах или банях, но сидеть там на скамейках из материала с высокой теплопроводностью — было бы невозможно. Требуется много времени, чтобы сравнять температуру таких материалов с температурой тела, поэтому вместо них используют материалы с низкой теплопроводностью, например дерево, верхние слои которого намного быстрее принимают температуру тела. Так как в сауне температура поднимается достаточно высоко, люди часто надевают на голову шапочки из шерсти или войлока, чтобы защитить голову от жары. В турецких банях хамамах температура намного ниже, поэтому там для скамеек используют материал с более высокой теплопроводностью — камень.

Интересные факты о теплопроводности

Тепло ли колючим зверям в иголках?

Шерсть не только спасает зверей от холода, но и служит средством защиты. А чтобы защита была внушительнее и надежнее, волосяной покров порой видоизменяется, превращаясь в своеобразные доспехи. Иглы, например. Но вот сохраняет ли такое облачение присущие шерсти свойства, не зябнут ли ежи и дикобразы в своих колючих шубках?

Ученые Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северова РАН обстоятельно изучили теплопроводные и теплоизоляционные свойства иголок, взятых со спины взрослого самца североамериканского дикобраза из коллекции Зоологического музея МГУ, и убедились, что греют эти самые иголки очень даже неплохо. Чтобы понять внутреннюю структуру игл, на них делали тонкие срезы, на которые напыляли золото для исследования в электронном микроскопе. Кератин — главная составляющая иголок — проводит тепло в 10 раз лучше, чем воздух. И благодаря этому иглы увеличивают теплопроводность «доспехов». Следовательно, возрастают и потери тепла с тела животного. Однако внутренняя пористая структура игл создает дополнительное экранирование теплового излучения, что, скорее всего, и компенсирует увеличение теплопроводности. Так что дикобраз, как и другие колючие звери, вовсе не страдает от холода. Иглистый покров сохраняет ровно столько тепла, сколько нужно теплокровному животному такого размера.

Полипропилен

Пока является лучшей основой для материалов (волокон, нитей, пряжи, полотен, тканей), используемых в производстве нательной спортивной одежды, термобелья и термоносков. Среди всех синтетических материалов, применяемых в этой области, он обладает самой низкой теплопроводностью. Поэтому одежда из полипропилена позволяет наилучшим образом сохранить тепло зимой и прохладу летом.

Какой материал имеет самую высокую теплопроводность?

Материалом с наивысшей теплопроводностью является вовсе не какой-нибудь металл (серебро или медь), как думают многие. Самую высокую теплопроводность имеет материал, который похож на стекло – алмаз. Его теплопроводность почти в 6 раз больше, чем у серебра или меди. Если изготовить чайную ложечку из алмаза, то воспользоваться ею не удастся, так как она будет обжигать пальцы в ту же секунду.

Из чего изготавливают сваи при строительстве зданий в регионах с вечной мерзлотой?

Большие трудности строителям зданий доставляет просадка фундамента особенно в регионах с вечной мерзлотой. Дома часто дают трещины из-за подтаивания грунта под ними. Фундамент передает почве какое-то количество теплоты. Поэтому здания начали строить на сваях. В этом случае тепло передается только теплопроводностью от фундамента свае и далее от сваи грунту. Из чего же надо делать сваи? Оказывается, сваи, выполненные из прочного твердого материала, внутри должны быть заполнены керосином. Летом свая проводит тепло сверху вниз плохо, т.к. жидкость обладает низкой теплопроводностью. Зимой свая за счет конвекции жидкости внутри неё, наоборот, будет способствовать дополнительному охлаждению грунта.

«Огнеупорный шарик»

Обычный воздушный шарик, надутый воздухом, легко воспламеняется в пламени свечи. Он тут же лопается. Если же к пламени свечи поднести такой же шарик, заполненный водой, он становится «огнеупорным». Теплопроводность воды в 24 раза больше, чем у воздуха. Значит, вода проводит тепло в 24 раза быстрее, чем воздух. Пока вода не испарится внутри шарика – он не лопнет.

rosuchebnik.ru

Интересные факты нашего мира.

Остров Манхэттен (США) был куплен в 1626 году Питером Минуитом у местных индейцев за сумму, примерно равную 25 долларов. В настоящее время совокупная стоимость острова исчисляется миллионами долларов. Однако, если бы Питер вложил свои 25 долларов в банк под 7% годовых, то в настоящее время он бы получил 3.6 триллионов долларов США, что существенно больше нынешней стоимости острова со всеми сооружениями на нем. Вот к чему приводит принятие однажды неправильного решения. Мотайте на ус, пригодится при покупке острова 🙂

Во время второй мировой войны, германские и союзные войска регулярно совершали бомбовые налеты на аэродромы друг друга. Поэтому, германское командование отдало приказ построить полный макет аэродрома и самолетов из дерева, чтобы отвлечь внимание союзников. Строительство проходило в обстановке строжайшей секретности. Но, однажды над аэродромом пролетел бомбардировщик союзников и сбросил лишь одну бомбу, после чего строительство прекратилось. Бомба была деревянной.

Поскольку европейские рыбаки долго не могли поймать никого, напоминающего молодого угря, жизненный цикл этого существа был покрыт тайной в течение долгого времени. Так продолжалось до 1922 года, когда датский профессор обнаружил, что угри, обитающие в Европе, на самом деле рождаются в Саргассовом море, и затем осуществляют долгое путешествие вместе с водами Гольфстрима через океан. И только спустя три года достигают Англии. Вы так же можете не знать, что кровь угря чрезвычайно токсична. Однако, токсины разрушаются в процессе приготовления угря. Именно поэтому вы никогда не найдете суши, сделанные из сырого угря.

Прежде, чем США приступили к строительству Панамского канала, было потрачено более двух с половиной миллионов галлонов керосина, при проведении подготовительных работ. Однако этот керосин не был использован для каких-либо машин. Его использовали для распыления по болотам в районе будущей стройки с целью уничтожения москитов Aedes Aegypti и малярийных комаров, переносчиков желтой лихорадки и малярии. Смертность от желтой лихорадки и малярии были основными причинами провала французских строителей, которые предприняли первую попытку строительства канала.

Вы знаете сколько цветов в радуге? Оказывается, вариант ответа зависит от страны проживания. Жители Китая считают, что в радуге пять цветов. Для жителей США типичным ответом будет шесть цветов, в то время как жители России насчитывают их семь.

В случае неблагоприятных обстоятельств самка броненосца может задержать роды на два года.

Самая высокая гора на Земле вовсе не Эверест, как принято считать. Если измерять высоту от земной коры до вершины, то гора Мауна-Кеа является самой высокой на Земле. Ее полная высота от земной коры до вершины составляет более десяти километров. Однако только 4245 метров находятся над поверхностью моря.

Мы часто видим викингов, изображенных в шлемах с рогами. Тем не менее, это большое заблуждение, причиной которому послужила одна из художественных школ, основанная в 1811 году с Стокгольме. Целью этой школы было популяризация скандинавской мифологии. Именно они начали изображать викингов в шлемах с рогами, однако нет никаких исторических подтвержд

realfacts.ru

Исследовательский проект по теме “Теплопроводность -удивительное явление природы”

Министерство образования Республики Башкортостан

Башкирский институт развития образования

Башкирское отделение Общероссийской организации

Малой академии наук «Интеллект будущего»

Секция: Физика

Ирдубаева Инна Валерьевна

Пучка Артем Сергеевич

Муниципальное общеобразовательное бюджетное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №1»

Городского округа город Агидель

Республики Башкортостан

Научный руководитель: Ялалова Флюра Фаритовна

Агидель 2013г.

1

План

1. Введение ……………………………….3

2. Практическая часть……………………4

а) Теплопроводность тканей;

б) Теплопроводность сыпучих веществ;

в) Теплопроводность жидкостей.

3. Применение теплопроводности в строительстве, агротехнике, легкой

промышленности……………………….7

1. Выводы………………………………….9

2. Приложения ……………………………10

3. Литература……………………………..11

2

ВВЕДЕНИЕ

На уроках физики мы познакомились с интересным явлением – теплопроводностью. Это явление встречается довольно часто в нашей жизни, например: когда мы выбираем себе зимнюю одежду, мы смотрим на то, насколько материал хорошо держит тепло. Ведь в этой вещи нам будет тепло лишь в том случае, если материал из которого она состоит, обладает плохой теплопроводностью. Нас заинтересовало это явление, и мы решили исследовать это явление, тем более , что бурное развитие науки и техники требует основательного и всестороннего изучения физико-химических свойств веществ, находящихся в твердом, жидком и газообразном состояниях.

Цель работы: Сравнить теплопроводность различных материалов (тканей, насыпных, жидкостей)

Задачи:

1.Изучить изменение температуры в пробирке с водой, имеющей одинаковую во всех случаях температуру.

2. Трактовка данных, их привязка к использованию в агротехнике, в легкой промышленности, в строительстве.

1.Теплопроводность

Теплопрово́дность — это процесс переноса внутренней энергии от более нагретых частей тела (или тел) к менее нагретым частям (или телам), осуществляемый хаотически движущимися частицами тела (атомами, молекулами, электронами и т. п.). Такой теплообмен может происходить в любых телах с неоднородным распределением температур, но механизм переноса теплоты будет зависеть от агрегатного состояния вещества.

3

2.Практическая часть.

Теплопроводность ткани – способность ткани пропускать тепло. Если ткань предназначена для защиты от холода, то ее теплопроводность должна быть минимальной.

Для выполнения работы необходима пробирка, термометр и набор кусочков тканей. Мы взяли следующие ткани: натуральные (хлопок, шерсть, лен, натуральный шелк) и синтетические (акрил, капрон, нейлон, полиэфир приложение 1). Затем изучали изменение температуры в пробирке с водой объемом 20 миллилитров, имеющей одинаковую во всех случаях температуру, а именно при комнатной температуре 23⁰ С. Взяли вторую пробирку большего диаметра, тогда можно заполнить пространство между центральной окутанной тканью и внешней пробиркой. Затем внешнюю пробирку нагревали над спиртовкой в течение 1 минуты. Перепады температур между внешней и внутренней пробиркой, говорит о том, какова теплопроводность ткани. Чем выше температура воды во внутренней пробирке, тем теплопроводность ткани больше. Данные опытов занесли в таблицу №1.Таблица №1

4

Как видим, разные волокна обладают, различной теплопроводностью. Целлюлозные волокна — наибольшим, особенно льняное волокно, которое всегда рассматривалось как «холодное»; белковые волокна — более низкой теплопроводностью; шерсть всегда рассматривалась как «теплое» волокно. По теплопроводности волокна можно расположить в следующий ряд (по

уменьшению теплопроводности): капрон, искусственный шелк, лен, хлопок,

натуральный шелк, шерсть.

Следующей частью исследования надо было сравнить теплопроводность насыпных веществ. Для опытов мы взяли сыпучие вещества: песок речной, песок сахарный, цемент, известь, алебастр, гипс строительный, глина, штукатурка сухая (смесь песка речного с цементом), зола древесная, опилки сосновые, березовые, керамзит.

Опять для работы нам понадобились две пробирки различного диаметра. В пробирку меньшего диаметра мы налили воду объемом 20 мл при температуре воздуха в комнате 23⁰ С. А пространство между внутренней пробиркой и внешней наполняли поочередно сыпучими веществами. Затем обе пробирки держали над спиртовкой в течение 1 минуты. Перепад температур между внутренней и внешней средой зафиксировали и результаты занесли в таблицу№2.

Таблица №2

Отсюда следует, что наибольшей теплопроводностью обладают менее пористые вещества, а также вещества, у которых плотность большая. Наибольшая теплопроводность у речного песка, а наименьшая у полистирола.

И наконец, мы сравнили теплопроводность различных жидкостей. Для опытов мы взяли такие жидкости: машинное масло, касторовое масло, подсолнечное масло, ацетон, спирт этиловый, спирт метиловый, уксус (9%), уксус (20%), раствор соли насыщенной, вода чистая.

Опять для работы нам понадобились две пробирки различного диаметра. В пробирку меньшего диаметра мы налили воду объемом 20 мл при комнатной температуре 23⁰ С. А пространство между внутренней пробиркой и внешней

6

наполняли поочередно жидкостями. Затем обе пробирки держали над спиртовкой в течение 1 минуты. Перепад температур между внутренней и внешней средой зафиксировали, и результаты занесли в таблицу №3. Таблица №3

Отсюда следует, что наибольшей теплопроводностью обладают растворы кислот и вода, а плохой теплопроводностью обладают вязкие жидкости (различные масла).

3. Различная теплопроводность веществ широко используется в строительстве, агротехнике и легкой промышленности.

В строительстве. Теплозащитными называют строительные материалы и изделия, для тепловой защиты конструкций зданий и сооружений, а также различных технических применений. Основной особенностью теплозащитных материалов является их высокая пористость и, следовательно, малая средняя плотность и низкая теплопроводность.

7

Применение современных теплоизоляционных материалов в строительстве позволяет значительно повысить теплозащиту жилых домов и производственных зданий, сделать их более энергоэффективными и пожаробезопасными.

При помощи теплоизоляционных материалов можно существенно снизить эксплуатационные расходы на отопление зданий и сооружений, предотвратить разрушение строительных конструкций под действием конденсата и прочих неблагоприятных явлений.

Научно доказано, что глобальное применение теплоизоляционных материалов в мире позволяет существенно уменьшить углекислый газ в атмосфере, следовательно сократить вероятность возникновения парникового эффекта .

В строительстве применяют для утепления зданий как снаружи (фасад) здания, так и внутри помещения, для изоляции кровли, стен, полов, потолков, труб (трубопроводов) емкостей, лоджий и др.

Применение тепловой изоляции на основе базальтовых супертонких волокон повышает огнестойкость и пожарную безопасность объектов.

Маты прошивные из теплоизоляционного холста применяют для тепловой изоляции промышленного оборудования и трубопроводов всех отраслей промышленности, включая:

– вертикальные и горизонтальные цилиндрические технологические аппараты предприятий химической, нефтеперерабатывающей, газовой, металлургической и др. отраслей промышленности;

– энергетическое оборудование тепловых и атомных станций, котельных

– металлические стволы дымовых труб и подводящие газоходы;

8

– резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов, химических веществ;

– резервуары для хранения холодной воды в системах водоснабжения;

– резервуары для хранения противопожарного запаса воды в системах пожаротушения;

– криогенное оборудование;

– трубопроводы, в том числе магистральные нефте- и газопроводы, магистральные трубопроводы тепловых сетей.

В агротехнике. Для практики сельского хозяйства, выживаемости живых организмов и растений в зимний период особое значение имеет изучение и использование теплозащитных свойств снега.

Коэффициент теплопроводности снега примерно в 10 раз меньше коэффициента теплопроводности почвы и в 10 раз больше коэффициента теплопроводности воздуха. Количество теплоты, которое передается через слой снега, зависит, как и для любых веществ, от глубины (высоты) этого слоя. Чем больше толщина снежного покрова, тем медленнее передается тепло от земли воздуху, тем медленнее изменяется температура почвы под снегом.

Для живых организмов большое значение имеет влияние снежного покрова на температуру почвы на глубине . Значительное понижение температуры в этом слое может вызвать гибель растений и живых организмов, обитающих на этой глубине.

В легкой промышленности. Создание ткани для одежды с теплоизолированными свойствами для космонавтов, водолазов, пожарников и т.д.

9

Выводы:

Сравнив, теплопроводность различных материалов (тканей, насыпных, жидкостей). Мы пришли к выводу:

1.Теплопроводность вещества зависит от его агрегатного состояния (у твердых тел она больше чем у жидкостей, а тем более у газов)

2. Разные ткани обладают, различной теплопроводностью. Синтетические ткани — наибольшей теплопроводностью, а натуральные ткани меньшей теплопроводностью. Если расположить исследуемые нами ткани по мере убывания теплопроводности, то они будут располагаться так: капрон, искусственный шелк, лен, хлопок, натуральный шелк, шерсть.

3. Насыпные вещества обладают также различной теплопроводностью. Наибольшей теплопроводностью обладают менее пористые вещества, а также вещества, у которых плотность большая. Расположив, исследуемые нами вещества в порядке убывания теплопроводности, это будет выглядеть так: песок речной, песок сахарный, гипс, глина, известь, цемент, штукатурка, алебастр, зола, соль, опилки, полистирол.

4.Среди жидкостей наибольшая теплопроводность у воды, а наименьшая у масла. Расположив, исследуемые нами жидкости по мере убывания теплопроводности, то они будут располагаться так: вода чистая, раствор соли насыщенной, уксус (20%), уксус (9%),спирт, ацетон, масло. Отсюда следует, что наибольшей теплопроводностью обладают растворы кислот и вода, а плохой теплопроводностью обладают вязкие жидкости (различные масла)

5.Различная теплопроводность веществ широко используется в строительстве, агротехнике и легкой промышленности. Изучение теплопроводности веществ имеет большое значение для экономии электричества, пожаробезопасности, уменьшения парникового эффекта, создании ткани полезной для человека. Мы считаем, что создание и открытие веществ обладающих теплоизоляционными одна из важнейших задач человечества.

10

Литература

1. Энциклопедический словарь. Научное издательство “Большая Российская энциклопедия”, Москва, 1999 г.

2.Теплотехника: Учебник для вузов / В. Н. Луканин, М. Г. Шатров, Г. М. Камфер и др.; Под ред. В. Н. Луканин. – 2-е изд., испр. и доп. -М.: Высшая школа, 2000.

3.Теплотехника: Учебник для вузов / А. П. Баскаков, Б. В. Берг и др. – М.: Машиностроение, 1991.

4.Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т 3. – М.: Наука, 1979.

5.Трофимова Т. М. Курс физики. – М.: Высшая школа, 1985.

6.Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. – М.: Высшая школа, 1989.

11

Приложение №1

Виды тканей:

Приложение №2

Виды сыпучих веществ:

Приложение №3

Виды жидкостей:

12

multiurok.ru