یک ماده بالاترین رسانایی حرارتی را در یک جامد دارد. I. لحظه سازمانی. رسانایی چیست

1. مقدمه.

این پروژه مطابق با استاندارد مدیوم طراحی شده است آموزش عمومیدر فیزیک هنگام نگارش این پروژه، مطالعه پدیده های حرارتی، کاربرد آنها در زندگی روزمره و فناوری مورد توجه قرار گرفت. علاوه بر مطالب نظری، توجه زیادی به آن می شود کار پژوهشی- اینها آزمایشاتی هستند که به سؤالات "از چه راه هایی می توان انرژی داخلی بدن را تغییر داد"، "آیا هدایت حرارتی یکسان است" پاسخ می دهد. مواد مختلف"، "چرا جت های هوای گرم یا مایع به سمت بالا بالا می روند"، "چرا اجسام با سطح تیره بیشتر گرم می شوند"؛ جستجو و پردازش اطلاعات، عکس ها زمان کار روی پروژه: 1 - 1.5 ماه اهداف پروژه: * اجرای عملی دانش دانش آموزان در مورد پدیده های حرارتی؛ * شکل گیری مهارت های تحقیق مستقل؛ * توسعه علایق شناختی؛ * توسعه تفکر منطقی و فنی * توسعه توانایی ها برای کسب مستقل دانش جدید در فیزیک مطابق با نیازها و علایق حیاتی.

2. قسمت اصلی.

2.1. بخش تئوری

در زندگی، ما هر روز با پدیده های حرارتی مواجه می شویم. با این حال، ما همیشه فکر نمی کنیم که اگر فیزیک را خوب بدانید، این پدیده ها قابل توضیح نیستند. در درس فیزیک با روش های تغییر انرژی درونی آشنا شدیم: انتقال حرارت و انجام کار روی بدن یا خود بدن. وقتی دو جسم با دماهای متفاوت با هم تماس پیدا می کنند، انرژی از جسمی با دمای بیشتر منتقل می شود درجه حرارت بالابه جسمی با دمای پایین تر. این روند تا زمانی که دمای اجسام برابر شود (تعادل حرارتی حاصل شود) ادامه خواهد داشت. در این حالت هیچ کار مکانیکی انجام نمی شود. فرآیند تغییر انرژی درونی بدون انجام کار بر روی بدن یا خود بدن را انتقال حرارت یا انتقال حرارت می نامند. در انتقال حرارت، انرژی همیشه از جسم گرمتر به جسم سردتر منتقل می شود. فرآیند معکوس هرگز خود به خود (به خودی خود) اتفاق نمی افتد، یعنی انتقال حرارت غیر قابل برگشت است. انتقال حرارت بسیاری از فرآیندها را در طبیعت تعیین یا همراهی می کند: تکامل ستارگان و سیارات، فرآیندهای هواشناسی در سطح زمین و غیره. انواع انتقال حرارت: رسانش گرما، همرفت، تابش.

رسانایی گرماییپدیده انتقال انرژی از قسمتهای گرمتر بدن به گرمای کمتر در نتیجه حرکت حرارتی و برهمکنش ذرات تشکیل دهنده بدن نامیده می شود.

فلزات دارای بالاترین رسانایی حرارتی هستند - آنها صدها برابر بیشتر از آب دارند. استثناها جیوه و سرب هستند، اما حتی در اینجا رسانایی حرارتی ده برابر بیشتر از آب است.

هنگام پایین آوردن یک سوزن فلزی در یک لیوان با آب گرمخیلی زود پایان سخنرانی هم داغ شد. در نتیجه انرژی درونی مانند هر نوع انرژی می تواند از جسمی به جسم دیگر منتقل شود. انرژی درونی نیز می تواند از قسمتی از بدن به قسمت دیگر منتقل شود. پس مثلاً اگر یک سر میخ در شعله گرم شود، سر دیگر آن که در دست است به تدریج گرم می شود و دست می سوزد.

2.2. بخش عملی

اجازه دهید این پدیده را با انجام یک سری آزمایش با جامدات، مایعات و گازها بررسی کنیم.

تجربه شماره 1

گرفته اند آیتم های مختلف: یک قاشق آلومینیومی، یک قاشق چوبی دیگر، یک قاشق پلاستیکی سوم، یک قاشق چهارم استیل ضد زنگ و یک قاشق نقره ای پنجم. گیره های کاغذی را با قطره های عسل به هر قاشق وصل کردیم. قاشق‌ها را در یک لیوان آب داغ می‌ریزند تا دسته‌هایی که گیره‌های کاغذی دارند در جهات مختلف از آن بیرون بیاید. قاشق ها گرم می شوند و با گرم شدن، عسل آب می شود و گیره های کاغذ می افتد.

البته قاشق ها باید از نظر شکل و اندازه یکسان باشند. در جایی که حرارت سریعتر اتفاق می افتد، آن فلز گرما را بهتر هدایت می کند، رسانایی حرارتی بیشتری دارد. برای این آزمایش یک لیوان آب جوش و چهار نوع قاشق آلومینیومی، نقره ای، پلاستیکی و ضد زنگ مصرف کردم. آنها را یکی یکی در لیوان پایین آوردم و زمان را تعیین کردم: در چند دقیقه گرم می شود. این کاری بود که من کردم:

نتیجه‌گیری: قاشق‌های چوبی و پلاستیکی نسبت به قاشق‌های فلزی زمان بیشتری برای گرم شدن دارند و این بدان معناست که فلزات رسانایی حرارتی خوبی دارند.

تجربه شماره 2

انتهای یک چوب چوبی را در آتش بیاوریم. شعله ور خواهد شد. سر دیگر چوب که بیرون است سرد خواهد بود. پس درخت دارد هدایت حرارتی ضعیف.

انتهای یک میله شیشه ای نازک را روی شعله چراغ الکلی می آوریم. پس از مدتی گرم می شود، در حالی که انتهای دیگر آن سرد می ماند. بنابراین، شیشه نیز هدایت حرارتی ضعیفی دارد.

اگر انتهای یک میله فلزی را در شعله گرم کنیم، خیلی زود کل میله بسیار داغ می شود. ما دیگر نمی توانیم آن را در دستان خود نگه داریم.

این بدان معنی است که فلزات گرما را به خوبی هدایت می کنند، یعنی رسانایی حرارتی بالایی دارند. در shta-ti-ve go-ri-zon-tal-but fortified-lyon ster-zhen. روی میله، از طریق فضای یک به یک، ور-تی-کال-ولی-نا را با کمک میخک های فلزی مومی ببندید.

تا لبه میله شمعی زیر آن می گذارند. از آنجایی که لبه میله روی gre-va-et-sya است، سپس در یک قلم درجه-اما ster-zhen pro-gre-va-et-sya است. وقتی گرما به جایی می رسد که میخک ها با میله بسته می شوند، استآرین آب می شود و میخک می افتد. ما می بینیم که در این آزمایش هیچ ماده pe-re-but-sa وجود ندارد.

تجربه شماره 3

فلزات مختلف رسانایی حرارتی متفاوتی دارند. در اتاق فیزیک دستگاهی وجود دارد که با آن می توانیم مطمئن شویم که فلزات مختلف رسانایی حرارتی متفاوتی دارند. با این حال، در خانه، ما توانستیم با کمک یک دستگاه خانگی این موضوع را تأیید کنیم.

ابزاری برای نمایش رسانایی حرارتی مختلف جامدات.

ما دستگاهی برای نمایش رسانایی حرارتی مختلف جامدات ساخته ایم. برای این کار از یک شیشه خالی فویل آلومینیومی، دو حلقه لاستیکی (خانگی)، سه تکه سیم از آلومینیوم، مس و آهن، کاشی، آب گرم، 3 مجسمه مرد کوچولو با بازوهای بالا، بریده شده از کاغذ استفاده کردیم.

ترتیب ساخت دستگاه:

سیم را به شکل حرف "G" خم کنید.

آنها را از بیرون قوطی با حلقه های لاستیکی تقویت کنید.

مردان کاغذی را از قسمت های افقی قطعات سیم (با استفاده از پارافین مذاب یا پلاستیکین) آویزان کنید.

بررسی عملکرد دستگاه. آب گرم را در یک شیشه بریزید (در صورت لزوم یک شیشه آب را روی اجاق برقی گرم کنید) و مشاهده کنید که کدام رقم اول، دوم، سوم می افتد.

نتایج.مجسمه متصل به سیم مسی، دوم - در آلومینیوم، سوم - در فولاد.

نتیجه.جامدات مختلف رسانایی حرارتی متفاوتی دارند.

هدایت حرارتی مواد مختلف متفاوت است.

تجربه شماره 4

اکنون رسانایی حرارتی مایعات را در نظر بگیرید. یک لوله آزمایش با آب بردارید و شروع به گرم کردن قسمت بالایی آن کنید. آب سطح به زودی می جوشد و در ته لوله در این مدت فقط گرم می شود. این بدان معنی است که مایعات رسانایی حرارتی پایینی دارند.

تجربه شماره 5

ما هدایت حرارتی گازها را بررسی می کنیم. لوله آزمایش خشک را روی انگشت گذاشته و زیر شعله لامپ الکلی گرم می کنیم. انگشت برای مدت طولانی گرم نمی شود. این به این دلیل است که فاصله بین مولکول های گاز حتی بیشتر از مایعات و جامدات است. بنابراین هدایت حرارتی گازها حتی کمتر است.

پشم، مو، پر پرندگان، کاغذ، برف و سایر اجسام متخلخل رسانایی حرارتی ضعیفی دارند.

این به این دلیل است که هوا بین الیاف این مواد وجود دارد. هوا یک رسانای حرارت ضعیف است.

بنابراین چمن سبز زیر برف حفظ می شود، محصولات زمستانی از یخ زدگی حفظ می شود.

تجربه شماره 6

او یک گلوله کوچک پشم پنبه را پف کرد و دور گلوله دماسنج پیچید و حالا دماسنج را مدتی در فاصله معینی از شعله نگه داشت و متوجه شد که دما چگونه افزایش می یابد. سپس همان گلوله پنبه را فشرده و محکم دور حباب دماسنج پیچید و دوباره آن را به سمت لامپ آورد. در حالت دوم، جیوه بسیار سریعتر افزایش می یابد. این بدان معنی است که پشم پنبه فشرده گرما را بسیار بهتر هدایت می کند!

خلاء (فضای آزاد شده از هوا) کمترین رسانایی حرارتی را دارد. این با این واقعیت توضیح داده می شود که رسانایی حرارتی انتقال انرژی از یک قسمت بدن به قسمت دیگر است که در طول تعامل مولکول ها یا ذرات دیگر رخ می دهد. در فضایی که هیچ ذره ای وجود ندارد، انتقال حرارت نمی تواند انجام شود.

3. نتیجه گیری.

مواد مختلف هدایت حرارتی متفاوتی دارند.

رسانایی حرارتی بالایی دارند اجسام جامد(فلزات)، کمتر - مایعات، و بد - گازها.

ما می توانیم از هدایت حرارتی مواد مختلف در زندگی روزمره، فناوری و طبیعت استفاده کنیم.

پدیده رسانایی حرارتی در همه مواد، صرف نظر از وضعیت تجمع آنها، ذاتی است.

اکنون بدون مشکل می توانم به سوالات پاسخ دهم و از نظر فیزیکی توضیح دهم:

1. چرا پرندگان در هوای سرد پرهای خود را پر می کنند؟

(بین پرها هوا وجود دارد و هوا رسانای ضعیفی برای گرما است.)

2. چرا لباس های پشمی بهتر از لباس های مصنوعی سرما را حفظ می کنند؟

(بین موها هوا وجود دارد که گرما را به خوبی هدایت نمی کند).

3. چرا گربه ها در زمستان وقتی هوا سرد است در یک توپ جمع شده می خوابند؟ (پیچ شده به شکل یک توپ، سطحی که گرما می دهد را کاهش می دهند).

4-چرا دسته های لحیم کاری، اتو، تابه، قابلمه چوبی یا پلاستیکی است؟ (چوب و پلاستیک رسانایی حرارتی ضعیفی دارند، بنابراین وقتی اجسام فلزی را گرم می کنیم، نگه داشتن دسته چوبی یا پلاستیکی دست ما را نمی سوزاند).

5. چرا بوته های گیاهان گرما دوست و بوته ها را برای زمستان با خاک اره پوشانده اند؟

(خاک اره رسانای ضعیفی برای گرما است. بنابراین گیاهان را با خاک اره می پوشانند تا یخ نزنند).

6. کدام چکمه ها در برابر سرما بهتر محافظت می کنند: تنگ یا جادار؟

(جادار، چون هوا گرما را به خوبی هدایت نمی کند، لایه دیگری در چکمه است که گرما را حفظ می کند).

4. فهرست ادبیات استفاده شده.

نسخه های چاپی:

1.A.V. Peryshkin Physics Grade 8 -M: Bustard, 2012

2.M.I.Bludov مکالمات در مورد فیزیک قسمت 1 -M: روشنگری 1984.

منابع اینترنتی:

1.http://class-fizika.narod.ru/8_3.htm

2.http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B2 %D0%BE%D0%B4%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C