Նյութն ունի ամենաբարձր ջերմային հաղորդունակությունը պինդ նյութում: I. Կազմակերպչական պահ. Ինչ է հաղորդունակությունը

1. Ներածություն.

Նախագիծը նախագծված է միջին ստանդարտին համապատասխան հանրակրթականֆիզիկայում։ Այս նախագիծը գրելիս հաշվի է առնվել ջերմային երևույթների ուսումնասիրությունը, դրանց կիրառումը առօրյա կյանքում և տեխնիկայում։ Բացի տեսական նյութից, մեծ ուշադրություն է դարձվում հետազոտական ​​աշխատանք- սրանք փորձեր են, որոնք պատասխանում են «Ինչ եղանակներով կարող է փոխվել մարմնի ներքին էներգիան», «Արդյո՞ք ջերմային հաղորդունակությունը նույնն է» հարցերին. տարբեր նյութեր», «Ինչու են տաք օդի կամ հեղուկի շիթերը բարձրանում դեպի վեր», «Ինչու են մուգ մակերեսով մարմինները ավելի շատ տաքանում»; տեղեկատվության որոնում և մշակում, լուսանկարներ Նախագծի վրա աշխատանքի ժամանակը` 1-1,5 ամիս Ծրագրի նպատակները. տրամաբանական և տեխնիկական մտածողություն * ֆիզիկայի նոր գիտելիքների ինքնուրույն ձեռքբերման կարողությունների զարգացում՝ կենսական կարիքներին և հետաքրքրություններին համապատասխան.

2. Հիմնական մասը.

2.1. Տեսական մաս

Կյանքում մենք ամեն օր բախվում ենք ջերմային երևույթների։ Այնուամենայնիվ, մենք միշտ չէ, որ կարծում ենք, որ այս երեւույթները կարելի է բացատրել, եթե դուք լավ տիրապետեք ֆիզիկային։ Ֆիզիկայի դասերին մենք ծանոթացանք ներքին էներգիան փոխելու եղանակներին՝ ջերմության փոխանցում և աշխատանք կատարել մարմնի կամ հենց մարմնի վրա։ Երբ տարբեր ջերմաստիճաններով երկու մարմիններ շփվում են, էներգիան փոխանցվում է ավելի շատ մարմնից բարձր ջերմաստիճանիավելի ցածր ջերմաստիճան ունեցող մարմնին. Այս գործընթացը կշարունակվի այնքան ժամանակ, մինչև մարմինների ջերմաստիճանները հավասարվեն (ջերմային հավասարակշռության հասնելը): Այս դեպքում մեխանիկական աշխատանք չի կատարվում։ Ներքին էներգիան փոխելու գործընթացը, առանց մարմնի կամ մարմնի վրա աշխատանք կատարելու, կոչվում է ջերմության փոխանցում կամ ջերմափոխանակում: Ջերմային փոխանցման ժամանակ էներգիան միշտ փոխանցվում է ավելի տաք մարմնից ավելի սառը մարմնին: Հակառակ գործընթացը երբեք ինքնաբերաբար չի լինում (ինքնին), այսինքն՝ ջերմության փոխանցումն անշրջելի է: Ջերմափոխադրումը որոշում կամ ուղեկցում է բնության բազմաթիվ պրոցեսներ՝ աստղերի և մոլորակների էվոլյուցիա, Երկրի մակերևույթի օդերևութաբանական պրոցեսներ և այլն: Ջերմափոխադրման տեսակները.

ջերմային ջերմահաղորդությունկոչվում է էներգիայի փոխանցման երևույթ մարմնի ավելի տաքացած մասերից դեպի ավելի քիչ տաքացած՝ ջերմային շարժման և մարմինը կազմող մասնիկների փոխազդեցության արդյունքում։

Մետաղներն ունեն ամենաբարձր ջերմային հաղորդունակությունը՝ հարյուրավոր անգամ ավելի շատ, քան ջուրը: Բացառություն են կազմում սնդիկը և կապարը, բայց նույնիսկ այստեղ ջերմային հաղորդունակությունը տասն անգամ ավելի մեծ է, քան ջրինը։

Մետաղական ասեղը բաժակի մեջ իջեցնելիս հետ տաք ջուրշատ շուտով խոսակցության վերջն էլ թեժացավ։ Հետևաբար, ներքին էներգիան, ինչպես ցանկացած տեսակի էներգիա, կարող է փոխանցվել մի մարմնից մյուսը։ Ներքին էներգիան կարող է փոխանցվել նաև մարմնի մի մասից մյուսը։ Այսպիսով, օրինակ, եթե եղունգի մի ծայրը տաքացվի կրակի մեջ, ապա նրա մյուս ծայրը, որը գտնվում է ձեռքում, աստիճանաբար կջերմանա և այրվի ձեռքը։

2.2. Գործնական մաս.

Եկեք ուսումնասիրենք այս երևույթը՝ կատարելով մի շարք փորձեր պինդ, հեղուկների և գազերի հետ:

Փորձ թիվ 1

Վերցրել են տարբեր իրերՄեկ ալյումինե գդալ, մեկ այլ փայտե գդալ, երրորդ պլաստիկ գդալ, չորրորդ չժանգոտվող պողպատից գդալ և հինգերորդ արծաթե գդալ: Յուրաքանչյուր գդալին մեղրի կաթիլներով ամրացրինք թղթի սեղմակներ։ Նրանք գդալներ են դնում մի բաժակ տաք ջրի մեջ, որպեսզի թղթե սեղմիչներով բռնակներ դուրս մնան տարբեր ուղղություններով։ Գդալները կտաքանան, իսկ տաքանալուն պես մեղրը կհալվի, և թղթի սեղմակները կընկնեն։

Իհարկե, գդալները պետք է լինեն նույն ձևով և չափով: Այնտեղ, որտեղ ջեռուցումն ավելի արագ է տեղի ունենում, այդ մետաղն ավելի լավ է փոխանցում ջերմությունը, ավելի ջերմահաղորդիչ է: Այս փորձի համար ես վերցրեցի մեկ բաժակ եռման ջուր և չորս տեսակի գդալներ՝ ալյումինե, արծաթագույն, պլաստիկ և չժանգոտվող: Ես դրանք հերթով իջեցրեցի բաժակի մեջ և ժամանակի չափեցի՝ քանի՞ րոպեից այն տաքանալու է։ Ես դա արեցի.

Եզրակացություն՝ փայտից և պլաստմասից պատրաստված գդալները տաքանալու համար ավելի երկար են տևում, քան մետաղից պատրաստված գդալները, ինչը նշանակում է, որ մետաղներն ունեն լավ ջերմահաղորդություն:

Փորձ թիվ 2

Փայտե փայտի ծայրը մտցնենք կրակի մեջ։ Այն կբռնկվի։ Փայտի մյուս ծայրը, որը դրսում է, սառը կլինի։ Այսպիսով, ծառն ունի վատ ջերմային հաղորդունակություն.

Մենք բարակ ապակյա ձողի ծայրը հասցնում ենք սպիրտային լամպի բոցին։ Որոշ ժամանակ անց այն կտաքանա, իսկ մյուս ծայրը կմնա սառը։ Հետեւաբար, ապակին նույնպես վատ ջերմային հաղորդակցություն ունի:

Եթե ​​մետաղյա ձողի ծայրը տաքացնենք բոցի մեջ, ապա շատ շուտով ամբողջ ձողը շատ կտաքանա։ Մենք այլևս չենք կարող այն պահել մեր ձեռքերում։

Սա նշանակում է, որ մետաղները լավ են փոխանցում ջերմությունը, այսինքն՝ ունեն բարձր ջերմահաղորդականություն։ Շտա-տի-վե գո-րի-զոն-տալ-բայց ամրացված-լիոն ստեր-ժենի վրա: Ձողի վրա, մեկ-մեկ տարածության միջով, վեր-տի-կալ-բայց ամրացրեք-լե-նա մոմ մետաղյա մեխակների օգնությամբ:

Մինչեւ ձողի ծայրը մոմ են դնում տակը։ Քանի որ ձողի եզրը գրե-վա-ետ-սյա-ի վրա է, ապա աստիճան-գրիչ-բայց ստեր-ժեն պրո-գրե-վա-ետ-սյա: Երբ շոգը հասնում է ձողով մեխակների ամրացման տեղը, ստե-ա-րինը հալվում է, մեխակը ընկնում է։ Մենք տեսնում ենք, որ այս փորձի մեջ չկա պե-բայց-սա-նյութ, այնպես որ, համապատասխանաբար, բայց, դիտարկել-այո-կա-ջերմ-ջուր-նություն:

Փորձ թիվ 3

Տարբեր մետաղներ ունեն տարբեր ջերմային հաղորդակցություն: Ֆիզիկայի կաբինետում կա մի սարք, որով մենք կարող ենք համոզվել, որ տարբեր մետաղներ տարբեր ջերմային հաղորդակցություն ունեն։ Այնուամենայնիվ, տանը մենք կարողացանք դա ստուգել տնական սարքի օգնությամբ:

Պինդ մարմինների տարբեր ջերմային հաղորդունակությունը ցուցադրելու գործիք։

Պատրաստել ենք պինդ մարմինների տարբեր ջերմահաղորդականությունը ցուցադրող սարք։ Դա անելու համար օգտագործեցինք ալյումինե փայլաթիթեղի դատարկ բանկա, երկու ռետինե օղակ (տնական), ալյումինից, պղնձից և երկաթից պատրաստված երեք կտոր մետաղալար, կղմինդր, տաք ջուր, ձեռքերը վեր բարձրացրած, թղթից կտրված փոքրիկ տղամարդկանց 3 արձանիկներ: .

Սարքի արտադրության կարգը.

թեքեք մետաղալարը «G» տառի տեսքով;

ամրացրեք դրանք պահածոյի դրսից ռետինե օղակներով;

թղթե տղամարդիկ կախեք մետաղալարերի հատվածների հորիզոնական մասերից (օգտագործելով հալած պարաֆին կամ պլաստիլին):

Սարքի աշխատանքի ստուգում. Տաք ջուրը լցրեք տարայի մեջ (անհրաժեշտության դեպքում էլեկտրական վառարանի վրա տաքացրեք բանկա ջուր) և դիտեք, թե որ ցուցանիշն է ընկնելու առաջինը, երկրորդը, երրորդը:

Արդյունքներ.Արձանիկը կցված է պղնձի մետաղալար, երկրորդը՝ ալյումինի, երրորդը՝ պողպատի վրա։

Եզրակացություն.Տարբեր պինդ մարմիններ ունեն տարբեր ջերմային հաղորդակցություն:

Տարբեր նյութերի ջերմահաղորդականությունը տարբեր է։

Փորձ թիվ 4

Այժմ դիտարկենք հեղուկների ջերմային հաղորդունակությունը: Վերցրեք փորձանոթը ջրով և սկսեք տաքացնել դրա վերին մասը։ Մակերեւույթի ջուրը շուտով եռալու է, իսկ խողովակի ներքևի մասում այս ընթացքում այն ​​միայն տաքանալու է: Սա նշանակում է, որ հեղուկներն ունեն ցածր ջերմային հաղորդունակություն:

Փորձ թիվ 5

Մենք ուսումնասիրում ենք գազերի ջերմային հաղորդունակությունը: Չոր փորձանոթ ենք դնում մատի վրա ու գլխիվայր տաքացնում սպիրտային լամպի բոցի մեջ։ Մատը երկար ժամանակ չի տաքանա։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ գազի մոլեկուլների միջև հեռավորությունը նույնիսկ ավելի մեծ է, քան հեղուկների և պինդ մարմինների հեռավորությունը: Հետեւաբար, գազերի ջերմահաղորդունակությունն էլ ավելի քիչ է։

Բուրդը, մազերը, թռչունների փետուրները, թուղթը, ձյունը և այլ ծակոտկեն մարմինները ունեն վատ ջերմահաղորդություն։

Դա պայմանավորված է նրանով, որ օդը պարունակվում է այդ նյութերի մանրաթելերի միջև: Օդը վատ ջերմահաղորդիչ է:

Այսպիսով, կանաչ խոտը պահպանվում է ձյան տակ, ձմեռային բերքը պահպանվում է ցրտահարությունից:

Փորձ թիվ 6

Նա փափկեցրեց բամբակյա բուրդի մի փոքրիկ գունդ և փաթաթեց ջերմաչափի գնդիկի շուրջը: Այժմ նա որոշ ժամանակ պահեց ջերմաչափը բոցից որոշակի հեռավորության վրա և նկատեց, թե ինչպես է ջերմաստիճանը բարձրանում: Այնուհետև նույն բամբակը սեղմեց և ամուր փաթաթեց ջերմաչափի լամպի շուրջը և նորից բերեց լամպի մոտ։ Երկրորդ դեպքում սնդիկը շատ ավելի արագ կբարձրանա։ Սա նշանակում է, որ սեղմված բամբակյա բուրդը շատ ավելի լավ է փոխանցում ջերմությունը:

Վակուումը (օդից ազատված տարածությունը) ունի ամենացածր ջերմային հաղորդունակությունը։ Սա բացատրվում է նրանով, որ ջերմահաղորդականությունը մարմնի մի մասից մյուսն էներգիայի փոխանցումն է, որը տեղի է ունենում մոլեկուլների կամ այլ մասնիկների փոխազդեցության ժամանակ։ Մի տարածության մեջ, որտեղ չկան մասնիկներ, ջերմային հաղորդակցությունը չի կարող տեղի ունենալ:

3. Եզրակացություն.

Տարբեր նյութեր ունեն տարբեր ջերմային հաղորդակցություն:

Նրանք ունեն բարձր ջերմային հաղորդակցություն պինդ մարմիններ(մետաղներ), ավելի քիչ՝ հեղուկներ, իսկ վատը՝ գազեր։

Մենք կարող ենք օգտագործել տարբեր նյութերի ջերմահաղորդականությունը առօրյա կյանքում, տեխնոլոգիայի և բնության մեջ:

Ջերմային հաղորդունակության երևույթը բնորոշ է բոլոր նյութերին՝ անկախ դրանց ագրեգացման վիճակից։

Այժմ առանց դժվարության կարող եմ պատասխանել և ֆիզիկական տեսանկյունից բացատրել հարցերին.

1. Ինչու՞ են թռչունները ցուրտ եղանակին փաթաթում փետուրները:

(Փետուրների միջև օդ կա, և օդը ջերմության վատ հաղորդիչ է):

2. Ինչու՞ բրդյա հագուստն ավելի լավ է պահում ցուրտը, քան սինթետիկը։

(Մազերի միջև օդ կա, որը լավ չի փոխանցում ջերմությունը):

3. Ինչո՞ւ են կատուները գնդակի մեջ գլորված քնում, երբ ձմռանը եղանակը ցուրտ է: (Գնդիկի մեջ գլորվելով՝ նրանք կրճատում են ջերմություն արձակող մակերեսը):

4. Ինչո՞ւ են զոդման արդուկների, արդուկների, թավաների, կաթսաների բռնակները փայտից կամ պլաստմասից: (Փայտը և պլաստիկը վատ ջերմահաղորդականություն ունեն, ուստի երբ մենք տաքացնում ենք մետաղական առարկաները, փայտե կամ պլաստմասե բռնակով ձեռքերը չեն այրվի):

5. Ինչու՞ են ջերմասեր բույսերի թփերն ու թփերը ձմռան համար ծածկված թեփով։

(Թեփը ջերմության վատ հաղորդիչ է։ Ուստի բույսերը ծածկում են թեփով, որպեսզի չսառեն)։

6. Ո՞ր կոշիկներն են ավելի լավ պաշտպանում ցրտահարությունից՝ կիպ, թե ընդարձակ:

(Ընդարձակ, քանի որ օդը լավ չի փոխանցում ջերմությունը, դա բեռնախցիկի մեկ այլ շերտ է, որը պահպանում է ջերմությունը):

4. Օգտագործված գրականության ցանկ.

Տպագիր հրատարակություններ.

1.Ա.Վ. Պերիշկինի ֆիզիկայի դասարան 8-M: Բուսթարդ, 2012 թ

2.M.I.Bludov Զրույցներ ֆիզիկայի վերաբերյալ մաս 1 - Մ. Լուսավորություն 1984 թ.

Ինտերնետային ռեսուրսներ.

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