Ayarlama
Hangi maddeler zayıf ısı iletkenliğine sahiptir. II. uluslararası araştırma ve öğrencilerin yaratıcı çalışmaları yarışması "bilimde başlar"

Hangi maddeler zayıf ısı iletkenliğine sahiptir. II. uluslararası araştırma ve öğrencilerin yaratıcı çalışmaları yarışması "bilimde başlar"

1 Morozovsk, Üniversite Kazak Cadet Yatılı Okulu Şubesi Devlet Üniversitesi K.G.'nin adını taşıyan teknolojiler ve yönetim Razumovsky (İlk Kazak Üniversitesi)", 8/1 müfreze

Mosina O.V. (Morozovsk, Üniversite Kazak Harbiyeli Kolordu Şubesi-Yatılı FSBEI HE "Moskova Devlet Teknoloji ve Yönetim Üniversitesi K.G. Razumovsky'nin (İlk Kazak Üniversitesi)")

Peryshkin A.V. Fizik 8. sınıf. – M.: Bustard, 2012.

Bludov M.I. Fizik üzerine konuşmalar 1. bölüm. - M.: Eğitim, 1984.

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

URL: http://en.wikipedia.org/wiki/ %D0 %BE %D0 %B4 %D0 %BD %D0 %BE %D1 %81 %D1 %82 %D1 %8C.

Proje, ortam standardına uygun olarak tasarlanmıştır. Genel Eğitim fizikte. Bu projeyi yazarken, termal olayların incelenmesi, bunların günlük yaşamdaki uygulamaları ve teknoloji dikkate alındı. Teorik materyale ek olarak, araştırma çalışmalarına çok dikkat edilir - bunlar "Vücudun iç enerjisi hangi şekillerde değiştirilebilir", "Isı iletkenliği aynı mı?" Sorularını yanıtlayan deneylerdir. çeşitli maddeler”, “Sıcak hava veya sıvı jetleri neden yukarı doğru yükselir”, “Karanlık yüzeyli cisimler neden daha fazla ısınır”; bilgi, fotoğraf arama ve işleme.

Projedeki çalışma süresi: 1 - 1,5 ay.

Proje hedefleri:

okul çocuklarının termal olaylar hakkındaki bilgilerinin pratik uygulaması;
bağımsız araştırma faaliyeti becerilerinin oluşumu;
bilişsel ilgilerin gelişimi;
mantıksal ve teknik düşünmenin gelişimi;
hayati ihtiyaçlara ve ilgi alanlarına uygun olarak fizikte yeni bilgilerin bağımsız olarak edinilmesi için yeteneklerin geliştirilmesi;

Ana bölüm

teorik kısım

Farklı sıcaklıklara sahip iki cisim temas ettiğinde, daha fazla ısıya sahip bir cisimden enerji aktarılır. Yüksek sıcaklık daha düşük bir sıcaklığa sahip bir vücut için. Bu süreç, cisimlerin sıcaklıkları eşitlenene (ısıl dengeye ulaşılana) kadar devam eder. Bu durumda herhangi bir mekanik çalışma yapılmaz. Vücut veya vücudun kendisi üzerinde iş yapmadan iç enerjiyi değiştirme sürecine ısı transferi veya ısı transferi denir. Isı transferinde, enerji her zaman daha sıcak bir cisimden daha soğuk bir cisme aktarılır. Tersi süreç asla kendiliğinden (kendi kendine) gerçekleşmez; ısı alışverişi geri dönüşümsüzdür. Isı transferi, doğadaki birçok süreci belirler veya bunlara eşlik eder: yıldızların ve gezegenlerin evrimi, Dünya yüzeyindeki meteorolojik süreçler, vb. Isı transferi türleri: termal iletkenlik, konveksiyon, radyasyon.

Isıl iletkenlik, ısıl hareket ve vücudu oluşturan parçacıkların etkileşimi sonucunda vücudun daha fazla ısınan kısımlarından daha az ısınan kısımlara enerji aktarımı olgusudur.

Metaller en yüksek termal iletkenliğe sahiptir - sudan yüzlerce kat daha fazladır. İstisnalar cıva ve kurşundur, ancak burada bile termal iletkenlik suyunkinden on kat daha fazladır.

Metal bir iğneyi bir bardak sıcak suya indirirken, çok geçmeden iğnenin ucu da ısınır. Sonuç olarak, her türlü enerji gibi iç enerji de bir vücuttan diğerine aktarılabilir. İç enerji de vücudun bir bölümünden diğerine aktarılabilir. Yani örneğin bir çivinin bir ucu alevde ısıtılırsa, eldeki diğer ucu yavaş yavaş ısınır ve eli yakar.

pratik kısım

Katılar, sıvılar ve gazlarla bir dizi deney yaparak bu olguyu inceleyelim.

Almış çesitli malzemeler: bir alüminyum kaşık, başka bir tahta kaşık, üçüncü plastik kaşık, dördüncü paslanmaz çelik kaşık ve beşinci gümüş kaşık. Her kaşığa bal damlalarıyla ataç yapıştırdık. Kaşıkları bir bardak sıcak suya koyarlar, böylece ataçlı kulplar farklı yönlerde dışarı çıkar. Kaşıklar ısınacak ve ısındıkça bal eriyecek ve ataçlar düşecek.

Tabii ki kaşıkların şekli ve boyutu aynı olmalıdır. Isınmanın daha hızlı gerçekleştiği yerde, o metal ısıyı daha iyi iletir, termal olarak daha iletkendir. Bu deney için bir bardak kaynar su ve dört çeşit kaşık aldım: alüminyum, gümüş, plastik ve paslanmaz. Onları birer birer bir bardağa indirdim ve süreyi ölçtüm: kaç dakikada ısınır. Ben de öyle yaptım:

Sonuç: Tahta ve plastikten yapılmış kaşıkların ısınması, metalden yapılmış kaşıklardan daha uzun sürer, bu da metallerin iyi bir ısı iletkenliğine sahip olduğu anlamına gelir.

Tahta bir çubuğun ucunu ateşe sokalım. tutuşacak. Çubuğun dışarıdaki diğer ucu soğuk olacaktır. Bu, ağacın zayıf ısı iletkenliğine sahip olduğu anlamına gelir.

İnce bir cam çubuğun ucunu bir alkol lambasının alevine getiriyoruz. Bir süre sonra ısınırken diğer ucu soğuk kalacaktır. Bu nedenle, cam da zayıf termal iletkenliğe sahiptir.

Metal bir çubuğun ucunu alevde ısıtırsak, çok geçmeden tüm çubuk çok sıcak hale gelir. Artık elimizde tutamayız.

Bu, metallerin ısıyı iyi ilettiği, yani yüksek bir termal iletkenliğe sahip oldukları anlamına gelir. Bir çubuk, bir tripod üzerine yatay olarak sabitlenmiştir. Çubuk üzerine, düzenli aralıklarla, metal saplamalar, mumla dikey olarak sabitlenir.

Çubuğun kenarına bir mum getirilir. Çubuğun kenarı ısındığından, çubuk yavaş yavaş ısınır. Isı saplamaların gövdeye bağlandığı noktaya ulaştığında, stearin erir ve saplama düşer. Bu deneyde sırasıyla madde transferi olmadığını, termal iletkenliğin gözlemlendiğini görüyoruz.

Farklı metaller farklı termal iletkenliğe sahiptir. Fizik odasında, farklı metallerin farklı termal iletkenliğe sahip olduğundan emin olabileceğimiz bir cihaz var. Ancak evde, ev yapımı bir cihaz yardımıyla bunu doğrulayabildik.

Katıların çeşitli termal iletkenliklerini göstermek için bir alet.

Katıların farklı termal iletkenliklerini gösteren bir cihaz yaptık. Bunu yapmak için boş bir alüminyum folyo kavanoz, iki lastik halka (ev yapımı), alüminyum, bakır ve demirden yapılmış üç parça tel, bir kiremit, sıcak su, kağıttan kesilmiş kollarını kaldırmış 3 küçük adam figürü kullandık. .

Cihazın üretim sırası:

1. teli "G" harfi şeklinde bükün;

2. Onları kavanozun dışından lastik halkalarla güçlendirin;

3. Tel parçalarının yatay kısımlarından kağıt adamlar asın (erimiş parafin veya hamuru kullanarak).

Cihazın çalışmasını kontrol etme. Bir kavanoza dökün sıcak su(gerekirse, elektrikli ocakta bir kavanoz su ısıtın) ve hangi rakamın birinci, ikinci, üçüncü düşeceğini gözlemleyin.

Sonuçlar. Düşen ilk rakam bir bakır tel üzerine, ikincisi - alüminyum üzerine, üçüncüsü - çelik üzerine sabitlenmiştir.

Çözüm. Farklı katılar farklı termal iletkenliğe sahiptir.

Farklı maddelerin termal iletkenliği farklıdır.

Şimdi sıvıların termal iletkenliğini ele alalım. Su ile bir test tüpü alın ve üst kısmını ısıtmaya başlayın. Yüzeydeki su kısa sürede kaynayacak ve bu süre zarfında tüpün dibinde sadece ısınacaktır. Bu, sıvıların düşük termal iletkenliğe sahip olduğu anlamına gelir.

Gazların termal iletkenliğini araştırıyoruz. Parmağa kuru bir test tüpü koyup alkol lambasının alevinde baş aşağı ısıtıyoruz. Parmak uzun süre sıcak hissetmeyecektir. Bunun nedeni, gaz molekülleri arasındaki mesafenin sıvı ve katılarınkinden bile daha büyük olmasıdır. Bu nedenle, gazların termal iletkenliği daha da azdır.

Yün, saç, kuş tüyü, kağıt, kar ve diğerleri zayıf termal iletkenliğe sahiptir. gözenekli cisimler.

Bunun nedeni, bu maddelerin lifleri arasında hava bulunmasıdır. Hava zayıf bir ısı iletkenidir.

Böylece kar altında yeşil çim korunur, kış mahsulleri dondan korunur.

Küçük bir pamuk topunu kabartıp bir termometre topunun etrafına sardı.

Şimdi termometreyi bir süre alevden belirli bir mesafede tuttu ve sıcaklığın nasıl yükseldiğini fark etti. Sonra aynı pamuk topunu sıkarak termometrenin ampulünün etrafına sıkıca sardı ve tekrar lambaya getirdi. İkinci durumda, cıva çok daha hızlı yükselecektir.

Bu, sıkıştırılmış pamuğun ısıyı çok daha iyi ilettiği anlamına gelir!

Vücudu soğumaya veya ısınmaya karşı korumaya ihtiyaç varsa, ısı iletkenliği düşük olan maddeler kullanılır. Bu nedenle tencere, tava, kulplar plastik veya tahtadan yapılır.

Evler, ısı iletkenliği zayıf olan kütüklerden veya tuğlalardan yapılır, bu da soğumaya karşı korunmaları anlamına gelir.

Vakum (havadan arındırılmış alan) en düşük termal iletkenliğe sahiptir. Bu, termal iletkenliğin, moleküllerin veya diğer parçacıkların etkileşimi sırasında meydana gelen enerjinin vücudun bir kısmından diğerine aktarılması olduğu gerçeğiyle açıklanmaktadır. Parçacıkların olmadığı bir ortamda ısı iletimi gerçekleşemez.

Çözüm

Farklı maddeler farklı termal iletkenliğe sahiptir.

Katılar (metaller) yüksek termal iletkenliğe sahiptir, sıvılar daha az termal iletkenliğe sahiptir ve gazlar zayıf termal iletkenliğe sahiptir.

Günlük yaşamda, teknolojide ve doğada çeşitli maddelerin ısıl iletkenliğini kullanabiliriz.

Termal iletkenlik olgusu, içinde bulundukları kümelenme durumundan bağımsız olarak tüm maddelerde doğaldır.

Şimdi, zorlanmadan, soruları fiziksel bir bakış açısıyla cevaplayabilir ve açıklayabilirim:

1. Soğuk havalarda kuşlar neden tüylerini kabartır?

(Tüyler arasında hava vardır ve hava zayıf bir ısı iletkenidir.)

2. Yünlü giysiler neden soğuğu sentetik olanlardan daha iyi tutar?

(Tüylerin arasında ısıyı iyi iletmeyen hava vardır).

3. Kışın hava soğukken kediler neden top şeklinde kıvrılmış uyur? (Bir top şeklinde kıvrılırlar, ısı veren yüzey alanını azaltırlar).

4. Havya, ütü, tava, tencere kulpları neden tahtadan veya plastikten yapılmıştır? (Ahşap ve plastiğin termal iletkenliği zayıftır, bu nedenle metal nesneleri ısıttığımızda ahşap veya plastik bir sap tutmak ellerimizi yakmaz).

5. Sıcağı seven bitki ve çalıların çalıları neden kış için talaşla kaplıdır?

(Talaş zayıf bir ısı iletkenidir. Bu nedenle bitkiler donmaması için talaşla kaplanır).

6. Hangi botlar dona karşı daha iyi korur: sıkı mı yoksa geniş mi?

(Geniştir, hava ısıyı iyi iletmediği için bagajda ısıyı tutan başka bir katmandır).

bibliyografik bağlantı

Belyaevsky I.A. ÇEŞİTLİ MADDELERİN ISIL İLETKENLİKLERİNİN ARAŞTIRILMASI // International School Scientific Bulletin. - 2017. - No.1. - S.72-76;
URL: https://school-herald.ru/ru/article/view?id=143 (erişim tarihi: 07.11.2017).

Isı transferi, bir cismin (veya cisimler sisteminin) iç enerjisini değiştirmenin yollarından biridir, bir cismin iç enerjisi ise mekanik iş yapmadan başka bir cismin iç enerjisine aktarılır.

3 tip ısı transferi vardır:

İki ortam arasındaki ısı alışverişi, onları ayıran sağlam bir duvar veya aralarındaki arayüz aracılığıyla gerçekleşir.
Isı ancak daha yüksek sıcaklığa sahip bir gövdeden daha düşük bir sıcaklığa sahip bir gövdeye geçebilir.

Isı değişimi her zaman, bazı cisimlerin iç enerjisindeki bir azalmaya, ısı değişimine katılan diğer cisimlerin iç enerjisindeki aynı artışın her zaman eşlik edeceği şekilde ilerler.
Bu, enerjinin korunumu yasasının özel bir durumudur.

İLGİNÇ

Keklikler, ördekler ve diğer kuşlar kışın donmazlar çünkü pençelerinin sıcaklığı vücut sıcaklığından 30 dereceden fazla farklılık gösterebilir. Pençelerin düşük sıcaklığı, ısı transferini büyük ölçüde azaltır. Bunlar savunma kuvvetleri organizma!

Termal iletkenlik, vücut sıcaklığının eşitlenmesine yol açan mikropartiküllerin (atomlar, moleküller, iyonlar vb.)
Madde transferi eşlik etmez!

Bu tür iç enerji transferi, hem katıların hem de sıvıların ve gazların karakteristiğidir.
Çeşitli maddelerin termal iletkenliği farklıdır.
Metaller en yüksek termal iletkenliğe sahiptir,

ve farklı metaller farklı termal iletkenliğe sahiptir.

Sıvılar, katılardan daha az ısı iletkenliğine ve sıvılardan daha az gazlara sahiptir.

Parmağınızla kapatılmış bir test tüpünün üst ucunu ısıtırken, parmağınızı yakmaktan korkmazsınız çünkü. gazların termal iletkenliği çok düşüktür.
Elinizi, örneğin bir gaz brülörünün (sıcaklık 1000 dereceden fazla) alevine neredeyse yaklaştırmanız ve eğer ...

Farzedelim?

Gaz genellikle çok zayıf bir ısı iletkenidir, bu nedenle el ile alev arasında sadece küçük bir hava tabakası yeterli olacaktır. Fakat!
Ancak gazlarda konveksiyon gibi bir fenomen vardır, bu nedenle alevin yanında el güçlü bir şekilde yanar.

KİTAP RAFINA BAKIN

Bunu biliyor musun...

Bina inşaatçıları için büyük zorluklar, özellikle permafrost olan bölgelerde vakfın çökmesiyle ortaya çıkar. Evler genellikle altlarındaki toprağın erimesi nedeniyle çatlar, temel ısının bir kısmını toprağa aktarır. Bu nedenle binalar kazık üzerine inşa edilmeye başlandı. Bu durumda ısı, temelden kazığa ve kazıktan zemine sadece termal iletkenlik ile aktarılır.Kazıklar nelerden yapılmalıdır? Dayanıklı katı malzemeden yapılmış yığınların içinin gazyağı ile doldurulması gerektiği ortaya çıktı. Yaz aylarında, yığın ısıyı yukarıdan aşağıya kötü iletir, çünkü. sıvı düşük ısı iletkenliğine sahiptir. Kışın, yığın içindeki sıvının taşınımı nedeniyle, aksine, toprağın daha fazla soğumasına katkıda bulunacaktır.
Bu bir peri masalı değil, fantezi değil!
Böyle bir proje gerçekten tasarlanmış ve test edilmiştir!

İtalyan bilim adamları, sabit bir vücut ısısını korumanıza izin veren bir gömlek icat ettiler. Bilim adamları, özel malzemelerden yapıldığı için yazın sıcak, kışın soğuk olmayacağının sözünü veriyor. Uzay uçuşlarında zaten benzer malzemeler kullanılıyor.

Eski makineli tüfeklerde "Maxim" ısıtma suyu, silahı erimeye karşı korudu.

Mutfakta sıcak sıvıyla dolu bulaşıkları kaldırırken kendinizi yakmamak için sadece kuru bir bez kullanabilirsiniz. Havanın termal iletkenliği suyunkinden çok daha azdır! Ve kumaş yapısı çok gevşektir ve lifler arasındaki tüm boşluklar kuru bir bezle hava ve ıslak bir bezle su ile doldurulur. Bak, yanma!

elek içinde ateş

Aşağıda açıklanan fenomen, metallerin ısıyı iyi iletme özelliğini göstermektedir.
Telin geçtiği yerlerde iyi bir metal bağlantı sağlayacak şekilde bir tel örgü yaparsanız ve bunu bir gaz brülörünün üzerine yerleştirirseniz, vana açıldığında ağın üzerindeki gazı yanmazken tutuşturabilirsiniz. ağ altında. Ve ızgaranın altındaki gazı tutuşturursanız, yangın ızgaradan yukarı "sızmayacaktır"!

Elektrikli madenci ampullerinin olmadığı o günlerde Davy lambasını kullanıyorlardı.
Metal bir kafese "dikilmiş" bir mumdu. Ve şaft yanıcı gazlarla dolu olsa bile, Davy lambası güvenliydi ve patlamaya neden olmadı - metal ağ sayesinde alev lambanın ötesine geçmedi.

Termal iletkenlik, vücudun daha ısıtılmış bir kısmının parçacıklarından (moleküller, atomlar) daha az ısıtılmış kısmının parçacıklarına doğrudan enerji transferinin olduğu bir ısı transferi türüdür.

Bir katı, sıvı ve gazın ısıtılmasıyla ilgili bir dizi deney düşünün.

Kalın bir bakır teli bir tripoda sabitliyoruz ve tele balmumu veya hamuru kullanarak birkaç karanfil tutturuyoruz. Telin serbest ucu bir alkol lambasının alevinde ısıtıldığında, mum erir ve karanfiller yavaş yavaş telden düşer. Ve önce aleve daha yakın olanlar düşer, sonra sırayla diğerleri. Bu, aşağıdaki şekilde açıklanmaktadır. Birincisi, aleve daha yakın olan metal parçacıkların hareket hızı artar. Buradaki telin sıcaklığı yükselir. Bu parçacıklar komşu olanlarla etkileşime girdiğinde, ikincisinin hızı da artar ve bunun sonucunda telin bir sonraki kısmının sıcaklığı yükselir. Ardından, aşağıdaki parçacıkların hareket hızı artar ve tüm tel ısınana kadar böyle devam eder.

Unutulmamalıdır ki ısı iletimi sırasında maddenin kendisi vücut boyunca hareket etmez, sadece enerji aktarılır.

Şimdi sıvıların termal iletkenliğini ele alalım. Su ile bir test tüpü alın. İçine bir parça buz koyup test tüpünün üstünü ısıtmaya başlıyoruz. Yüzey suyu yakında kaynayacak. Test tüpünün altındaki buz bu süre zarfında neredeyse hiç erimeyecektir. Bu, cıva ve sıvı metaller dışında sıvıların düşük termal iletkenliğe sahip olduğu anlamına gelir.

Bunun nedeni, sıvılarda moleküllerin sıvılara göre birbirlerinden daha uzak mesafelerde bulunmasıdır. katılar.

Gazların termal iletkenliğini araştırıyoruz. Parmağa kuru bir test tüpü koyuyoruz ve altını bir alkol lambasının alevinde ısıtıyoruz. Parmak uzun süre sıcak hissetmiyor.

Bunun nedeni, gaz molekülleri arasındaki mesafenin sıvı ve katılarınkinden bile daha büyük olmasıdır. Bu nedenle, gazların termal iletkenliği daha da azdır.

Bu nedenle, çeşitli maddelerin termal iletkenliği farklıdır.

Metaller, özellikle gümüş ve bakır, en yüksek termal iletkenliğe sahiptir. Çeşitli maddelerin ısıl iletkenliği bakırın ısıl iletkenliği ile karşılaştırıldığında, demir için yaklaşık 5 kat, su için - 658 kat, gözenekli tuğla için - 848 kat, yeni yağan kar için - neredeyse 4000 kat daha az olduğu ortaya çıktı. , pamuk yünü , talaş ve koyun yünü için - neredeyse 10.000 kat ve hava için yaklaşık 20.000 kat daha azdır. Saç, tüy, kağıt, mantar ve diğer gözenekli cisimler de zayıf termal iletkenliğe sahiptir. Bunun nedeni, bu maddelerin lifleri arasında hava bulunmasıdır. Vakum (havadan arındırılmış alan) en düşük termal iletkenliğe sahiptir. Bu, termal iletkenliğin, moleküllerin veya diğer parçacıkların etkileşimi sırasında meydana gelen enerjinin vücudun bir kısmından diğerine aktarılması olduğu gerçeğiyle açıklanmaktadır. Parçacıkların olmadığı bir ortamda ısı iletimi gerçekleşemez.

Vücudu soğumaya veya ısınmaya karşı korumaya ihtiyaç varsa, ısı iletkenliği düşük olan maddeler kullanılır. Bu nedenle tencere ve tava kulpları plastikten yapılmıştır. Evler, ısı iletkenliği zayıf olan kütüklerden veya tuğlalardan inşa edilir, bu da binaları soğumaya karşı korudukları anlamına gelir. Vakumun ısı yalıtım "malzemesi" olarak kullanılması, 1892'de İngiliz bilim adamı James Dewar tarafından icat edilen bir termos veya Dewar kabının cihazının temelidir.

1. Giriş.

Proje, fizikte orta genel eğitim standardına uygun olarak geliştirilmiştir. Bu projeyi yazarken, termal olayların incelenmesi, bunların günlük yaşamdaki uygulamaları ve teknoloji dikkate alındı. Teorik materyale ek olarak, araştırma çalışmalarına çok dikkat edilir - bunlar, "Bir vücudun iç enerjisi hangi yollarla değiştirilebilir", "Çeşitli maddelerin termal iletkenliği aynı mıdır", "Neden" sorularını yanıtlayan deneylerdir. sıcak hava veya sıvı jetleri yukarı doğru yükselir mi", "Yüzeyi koyu olan cisimler neden daha fazla ısınır"; bilgilerin, fotoğrafların aranması ve işlenmesi Proje üzerindeki çalışma süresi: 1 - 1,5 ay Proje hedefleri: * okul çocuklarının termal fenomenler hakkındaki bilgilerinin pratik uygulaması; * bağımsız araştırma için becerilerin oluşturulması; * bilişsel ilgi alanlarının gelişimi; * gelişimi mantıksal ve teknik düşünme * hayati ihtiyaçlara ve ilgi alanlarına uygun olarak fizikte yeni bilgilerin bağımsız olarak edinilmesi için yeteneklerin geliştirilmesi;

2. Ana kısım.

2.1. teorik kısım

Hayatta her gün termal olaylarla karşılaşırız. Ancak, fiziği iyi biliyorsanız, bu fenomenlerin açıklanabileceğini her zaman düşünmüyoruz. Fizik derslerinde iç enerjiyi değiştirmenin yollarını öğrendik: ısı transferi ve vücut veya vücudun kendisi üzerinde iş yapmak. Farklı sıcaklıklara sahip iki cisim temas ettiğinde, daha yüksek sıcaklığa sahip bir cisimden daha düşük sıcaklığa sahip bir cisme enerji aktarılır. Bu süreç, cisimlerin sıcaklıkları eşitlenene (ısıl dengeye ulaşılana) kadar devam eder. Bu durumda herhangi bir mekanik çalışma yapılmaz. Vücut veya vücudun kendisi üzerinde iş yapmadan iç enerjiyi değiştirme sürecine ısı transferi veya ısı transferi denir. Isı transferinde, enerji her zaman daha sıcak bir cisimden daha soğuk bir cisme aktarılır. Tersi işlem asla kendiliğinden (kendi kendine) gerçekleşmez, yani ısı transferi geri döndürülemez. Isı transferi, doğadaki birçok süreci belirler veya bunlara eşlik eder: yıldızların ve gezegenlerin evrimi, Dünya yüzeyindeki meteorolojik süreçler, vb. Isı transferi türleri: termal iletkenlik, konveksiyon, radyasyon.

termal iletkenlik Termal hareket ve vücudu oluşturan parçacıkların etkileşimi sonucunda vücudun daha fazla ısınan kısımlarından daha az ısınan bölgelerine enerji aktarımı olgusu denir.

Metaller en yüksek termal iletkenliğe sahiptir - sudan yüzlerce kat daha fazladır. İstisnalar cıva ve kurşundur, ancak burada bile termal iletkenlik suyunkinden on kat daha fazladır.

2.2. Pratik kısım.

Katılar, sıvılar ve gazlarla bir dizi deney yaparak bu olguyu inceleyelim.

Deneyim #1

Çeşitli nesneler aldılar: biri alüminyum kaşık, diğeri tahta, üçüncüsü plastik, dördüncüsü paslanmaz çelikten ve beşincisi gümüş. Her kaşığa bal damlalarıyla ataç yapıştırdık. Kaşıkları bir bardak sıcak suya koyarlar, böylece ataçlı kulplar farklı yönlerde dışarı çıkar. Kaşıklar ısınacak ve ısındıkça bal eriyecek ve ataçlar düşecek.

Sonuç: Tahta ve plastikten yapılmış kaşıkların ısınması, metalden yapılmış kaşıklardan daha uzun sürer, bu da metallerin iyi bir ısı iletkenliğine sahip olduğu anlamına gelir.

Deneyim #2

Tahta bir çubuğun ucunu ateşe sokalım. tutuşacak. Çubuğun dışarıdaki diğer ucu soğuk olacaktır. Bu, ağacın zayıf ısı iletkenliğine sahip olduğu anlamına gelir.

İnce bir cam çubuğun ucunu bir alkol lambasının alevine getiriyoruz. Bir süre sonra ısınırken diğer ucu soğuk kalacaktır. Bu nedenle, cam da zayıf termal iletkenliğe sahiptir.

Metal bir çubuğun ucunu alevde ısıtırsak, çok geçmeden tüm çubuk çok sıcak hale gelir. Artık elimizde tutamayız.

Bu, metallerin ısıyı iyi ilettiği, yani yüksek bir termal iletkenliğe sahip oldukları anlamına gelir. shta-ti-ve go-ri-zon-tal-ama müstahkem-lyon ster-zhen'de. Çubuk üzerinde, bire bir boşluktan ver-ti-kal-ama tuttur-le-na yardımıyla mum metal karanfiller.

Çubuğun kenarına, altına bir mum koyarlar. Çubuğun kenarı gre-va-et-sya'da olduğundan, o zaman bir derece-kalem-ama ster-zhen pro-gre-va-et-sya'da. Isı çubukla karanfillerin bağlandığı yere ulaştığında ste-a-rin erir ve karanfil düşer. Bu deneyde pe-re-ama-sa-maddesi olmadığını görüyoruz, yani-sırasıyla-ama gözlemle-evet-sıcak-su-su-var-var.

Deneyim #3

Katıların çeşitli termal iletkenliklerini göstermek için bir alet.

Cihazın üretim sırası:

teli "G" harfi şeklinde bükün;

onları kutunun dışından lastik halkalarla güçlendirin;

tel parçalarının yatay kısımlarından kağıt adamlar asın (erimiş parafin veya hamuru kullanarak).

Cihazın çalışmasını kontrol etme. Bir kavanoza sıcak su dökün (gerekirse bir kavanoz suyu elektrikli ocakta ısıtın) ve hangi rakamın birinci, ikinci, üçüncü düşeceğini gözlemleyin.

Sonuçlar. Düşen ilk rakam bir bakır tel üzerine, ikincisi - alüminyum üzerine, üçüncüsü - çelik üzerine sabitlenmiştir.

Çözüm. Farklı katılar farklı termal iletkenliğe sahiptir.

Farklı maddelerin termal iletkenliği farklıdır.

4 Numaralı Deneyim

Deneyim No. 5

Yün, saç, kuş tüyü, kağıt, kar ve diğer gözenekli cisimlerin termal iletkenliği zayıftır.

Bunun nedeni, bu maddelerin lifleri arasında hava bulunmasıdır. Hava zayıf bir ısı iletkenidir.

Böylece kar altında yeşil çim korunur, kış mahsulleri dondan korunur.

6 Numaralı Deneyim

Küçük bir pamuk topunu kabarttı ve termometre topunun etrafına sardı.Şimdi termometreyi bir süre alevden belirli bir mesafede tuttu ve sıcaklığın nasıl yükseldiğini fark etti. Sonra aynı pamuk topunu sıkarak termometrenin ampulünün etrafına sıkıca sardı ve tekrar lambaya getirdi. İkinci durumda, cıva çok daha hızlı yükselecektir. Bu, sıkıştırılmış pamuğun ısıyı çok daha iyi ilettiği anlamına gelir!

3. Sonuç.

Farklı maddeler farklı termal iletkenliğe sahiptir.

Katılar (metaller) yüksek termal iletkenliğe sahiptir, sıvılar daha az termal iletkenliğe sahiptir ve gazlar zayıf termal iletkenliğe sahiptir.

Günlük yaşamda, teknolojide ve doğada çeşitli maddelerin ısıl iletkenliğini kullanabiliriz.

Termal iletkenlik olgusu, içinde bulundukları kümelenme durumundan bağımsız olarak tüm maddelerde doğaldır.

Şimdi, zorlanmadan, soruları fiziksel bir bakış açısıyla cevaplayabilir ve açıklayabilirim:

1. Soğuk havalarda kuşlar neden tüylerini kabartır?

(Tüyler arasında hava vardır ve hava zayıf bir ısı iletkenidir.)

2. Yünlü giysiler neden soğuğu sentetik olanlardan daha iyi tutar?

(Tüylerin arasında ısıyı iyi iletmeyen hava vardır).

3. Kışın hava soğukken kediler neden top şeklinde kıvrılmış uyur? (Bir top şeklinde kıvrılırlar, ısı veren yüzey alanını azaltırlar).

5. Sıcağı seven bitki ve çalıların çalıları neden kış için talaşla kaplıdır?

(Talaş zayıf bir ısı iletkenidir. Bu nedenle bitkiler donmaması için talaşla kaplanır).

6. Hangi botlar dona karşı daha iyi korur: sıkı mı yoksa geniş mi?

(Geniştir, hava ısıyı iyi iletmediği için bagajda ısıyı tutan başka bir katmandır).

4. Kullanılan literatür listesi.

Basılı sürümler:

1.A.V. Peryshkin Fizik 8. Sınıf -M: Bustard, 2012

2.M.I.Bludov Fizik üzerine konuşmalar bölüm 1 -M: Aydınlanma 1984.

İnternet kaynakları:

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

YÖNLENDİRME

8. SINIF FİZİKTE

Konuya olan ilgiyi sürdürmek

Öğrencilerin çalışmalarının iletişim becerilerini oluşturmak

Sınıf arkadaşlarına saygı duyma

GEF LLC'nin gereksinimleri

(öğrenme çıktıları tarafından varsayılır)

Kişisel

İnsan toplumunun daha da gelişmesi için bilim ve teknolojinin kazanımlarının makul bir şekilde kullanılması ihtiyacına, doğayı anlama olasılığına ikna etmek;

Bilim ve teknolojinin yaratıcılarına saygı;

Sosyal kültürün bir unsuru olarak fiziğe karşı tutum.

Üst konu

BİLİŞSEL

Problem deneyinin analizi;

Algoritmaya göre eylemlerin gerçekleştirilmesi;

oluşum zihinsel işlemler bilgi: karşılaştırmalar, genellemeler, modelleme, soyutlama, analiz

DÜZENLEYİCİ:

Öğrenme hedefinin kabulü;

yeni bilgileri keşfetmek için bir dizi eylem hazırlamak;

Karar vermede yönlendirme.

İLETİŞİM:

Akıl yürütme, diyalog yürütme, öğretmeni dinleme becerisi;

ders

Anlamak fiziksel temeller farklı cisimlerin termal iletkenliği ve uygulamaları;

Konuyla ilgili bilgi açısından deneyin sonuçlarını açıklayabilme becerisinin oluşturulması

Konu: ISIL İLETKENLİK

Hedef: sınıfta çalışmak için olumlu bir tutum

Merhaba arkadaşlar umarım herkesin keyfi yerindedir. Herkes derse hazır mı? Öyleyse derse başlayalım. Pencereden dışarı bak, ne güzel bir sonbahar. Soğuklar yaklaşıyor, buna hazır mıyız? Kışın ısınmak için yapılması gerekenler. Bitkiler dondan nasıl korunur? Bugünün dersi bu soruları cevaplamamıza yardımcı olacak.

Derse hazır olup olmadığını kontrol edin.

Soruları cevaplayın, tartışın.

IIIsahne. Bilgi güncellemesi

Hedef: Öğrenmeye yol açmak için önceden öğrenilen materyali gözden geçirin yeni Konu

İç enerjiyi değiştirmenin yollarını listeler.

Isı transfer çeşitlerini yazınız.

Yapılan iş ve ısı transferi.

Isı iletimi, konveksiyon, radyasyon.

III. Aktivite için motivasyon

Bilmeceyi çöz

Termal iletkenlik

Amaç: konuya ilgi uyandırmak

Yeni materyal öğrenmek

Amaç: termal iletkenlik kavramını, transfer sürecini, kullanımını tanıtmak.

Sizce dersimizin konusu nedir? Hangi soruları ele alacağız?

1. Termal iletkenlik

Deneyimlerin gösterilmesi. Onlara dayanarak, sonuçlar çıkarılır

1. Bir bardak sıcak suya bir kaşık indirilir. Kaşık ne olacak?

2. Kaşık neden sıcak?

3. Kaşığın ısınan ucundan soğuğa ısı transferi nasıl olur?

Hangi sonuca varılabilir?

Bir kaşığı sıcak çayda ısıtmak, ısı iletiminin bir örneğidir.

Termal iletkenlik - parçacıkların termal hareketi ve etkileşiminin bir sonucu olarak, vücudun daha fazla ısıtılmış kısımlarından daha az ısıtılmış olanlara enerji transferi.

Katılar, sıvılar ve gazlarla bir dizi deney yaparak bu olguyu inceleyelim.

Deneyleri yapalım:

Tahta bir çubuğun ucunu ateşe sokalım. tutuşacak. Çubuğun dışarıdaki diğer ucu soğuk olacaktır.

İnce bir cam çubuğun ucunu bir alkol lambasının alevine getiriyoruz. Bir süre sonra ısınırken diğer ucu soğuk kalacaktır.

Metal çubuğun ucunu ısıtıyoruz, ardından kısa süre sonra tüm çubuk ısınacak.

sonunu düzeltelim bakır kablo tripodun ayağında. Karanfiller tele mumla tutturulur. Telin serbest ucunu alkol lambasının aleviyle ısıtacağız.

Ne görüyoruz?

Isı transferi nasıl gerçekleşir?

Telden ısı transferi ne kadar sürer?

Aleve daha yakın olan bölgedeki moleküllerin hareket hızı hakkında ne söylenebilir?

Bir sonraki tel parçası neden ısınıyor?

Şimdi sıvıların termal iletkenliğini ele alalım. Su ile bir test tüpü alın ve üst kısmını ısıtmaya başlayın. Ne görüyoruz? Dip sıcak mı sizce? Hissetmek. Sonuç nedir?Dve cıva ve erimiş metaller dışında küçüktür.

Gazların termal iletkenliğini araştırıyoruz. Parmağa kuru bir test tüpü koyup alkol lambasının alevinde baş aşağı ısıtıyoruz. Parmak uzun süre sıcak hissetmeyecektir.

Yün, kuş tüyü, kağıt, mantar ve diğer gözenekli maddelerin termal iletkenliği zayıftır. Bunun nedeni, bu maddelerin lifleri arasında hava bulunmasıdır. Vakum en düşük termal iletkenliğe sahiptir

en önemlisini yazalımtermal iletkenlik özellikleri:

katılarda, sıvılarda ve gazlarda;

maddenin kendisi tolere edilmez;

vücut ısısının eşitlenmesine yol açar;

farklı cisimler - farklı termal iletkenlik

Dersin konusu termal iletkenliktir.

Isı iletkenliği nedir? Isı iletimi ile enerji aktarma işlemi. Hangi cisimlerin iyi ve zayıf termal iletkenliği vardır. Termal iletkenlik bilgisinin uygulandığı yer.

Öğrenciler dersin konusunu defterlerine yazarlar.

O ısınacak.

Su, ısının bir kısmını kaşığa, bir kısmını da çevredeki havaya verdi.

- Parçacıkların hareketi ve etkileşimi sonucunda

Çözüm: Örnekten, ısının daha sıcak olan bir cisimden daha az ısınan bir cisme (sıcak sudan soğuk bir kaşığa) aktarılabileceği açıktır. Ancak enerji, kaşığın kendisi boyunca - ısıtılmış ucundan soğuğa da aktarıldı.

Tanımı yazınız.

Çözüm. Ahşabın ısıl iletkenliği zayıftır.

Çözüm. Cam zayıf termal iletkenliğe sahiptir.

Çözüm. Metaller yüksek termal iletkenliğe sahiptir.

- Karanfiller önce aleve en yakın olanlar olmak üzere yavaş yavaş birer birer düşmeye başlar.

Telin sıcak ucundan soğuk ucuna.

Tüm tel ısınana kadar, yani tüm teldeki sıcaklık eşitlenene kadar.

Moleküller daha hızlı hareket eder.-Moleküllerin etkileşimi sonucu bir sonraki bölümdeki moleküllerin hareket hızları da artar ve bu bölümün sıcaklığı yükselir.

Su yüzeyde kaynadı.

Gün biraz sıcak.

Çözüm. Sıvıların ısı iletkenliği düşüktür.

Çözüm. Gazların termal iletkenliği daha da düşüktür.

Farklı maddelerin termal iletkenliği farklıdır.

Termal iletkenliğin ana özelliklerini kaydedin

Hangi cisimlerin iyi, zayıf termal iletkenliğe sahip olduğunu belirtirler. Defterinizdeki tabloyu doldurun

demirleme

Amaç: malzemeyi pekiştirmek, termal iletkenlik bilgisini hayatın neresinde uyguladığımızı öğrenmek.

Bir peri masalı hatırlayalım

Isı iletimi örnekleri :

"Moroz İvanoviç" masalından bir alıntı

İğne kadın, yaşlı adamın daha yumuşak uyuyabilmesi için karı dövmeye başladı, ancak bu arada zavallı elleri kemikleşti ve parmakları, kışın çamaşırlarını delikte durulayan fakir insanlarınki gibi beyaza döndü: hava soğuk ve rüzgar yüzünde ve keten donuyor, buna değer, ama yapacak bir şey yok - fakir insanlar çalışıyor.

Hiçbir şey, - dedi Moroz İvanoviç, - sadece parmaklarınızı karla ovun ve gidecekler, üşümeyeceksiniz. Ben kibar bir yaşlı adamım; meraklarıma bak. Sonra karlı kuş tüyü yatağını bir battaniyeyle kaldırdı ve İğne Kadın kuş tüyü yatağın altından yeşil çimlerin geçtiğini gördü. Dikişçi kadın zavallı ot için üzüldü.

Diyorsun ki, - dedi, - nazik bir yaşlı adamsın, ama neden yeşil çimenleri karlı bir kuş tüyü yatağın altında tutuyorsun, gün ışığına çıkmasına izin vermiyorsun?

Henüz zamanı olmadığı için bırakmıyorum; Çim henüz devreye girmedi. Sonbaharda köylüler onu ekti ve filizlendi ve çoktan uzanmış olsaydı, o zaman kış onu yakalardı ve yaza kadar çimenler olgunlaşmazdı. Bu yüzden genç yeşillikleri karlı kuş tüyü yatağımla örttüm ve hatta karın rüzgarla uçup gitmemesi için üzerine kendim uzandım; ama bahar gelecek, karlı kuş tüyü yatak eriyecek, çimen büyüyecek ve orada bakıyorsun tahıl dışarı bakacak ve köylü tahılı toplayıp değirmene götürecek ...

İnsanlar neden kışlık ekinler ekiyor ve donacaklarından korkmuyorlar?

Bitki çalıları neden kışı talaşla kaplar?

Yanmamak için mutfakta ne kullanırız?

Kızartma tavaları nelerden yapılır? Neden? Niye?

Yünlü giysiler neden soğuğu sentetik olanlardan daha iyi korur?

Biyolojiden ilginç gerçekler. Tüylü bir kürk manto, bombus arılarının Kuzey Kutbu'nda bile nektar ve polen toplamasına olanak tanır. Bu tür kıyafetlerin altında, artan kas çalışmasıyla bir yaban arısının vücudu 40'a kadar ısınır. 0 . Ve bir yaban arısı ne kadar kuzeyde yaşarsa, o kadar büyük ve tüylü olur. Bir kürk manto neden bir yaban arısını donmaktan kurtarır?

Soğuklar başlar başlamaz arılar bal peteklerine toplanır ve yoğun bir top oluşturur. Birbirlerine yapışarak, yaklaşık 12 ° C'lik bir sıcaklığı korurlar. 0 C. Böylece kışın arılar ısınırlar. Ancak havalandırmaya ihtiyaçları vardır, aksi takdirde arıların dışarı verdiği tüm nem buz şeklinde kovanın içine yerleşir. Arılar kışın kendilerini neden sıcak tutmayı başarırlar?

Hangi tuğla - sağlam veya gözenekli - binanın daha iyi ısı yalıtımını sağlar? Cevabı gerekçelendirin.

Aynı granit ve tuğla sıcaklığında, tuğla dokunuşa granitten daha sıcak gelir. Bunlardan hangisi Yapı malzemeleri en iyi ısı yalıtım özelliğine sahip mi?

Masanın üzerinde duran makas ve kalem aynı sıcaklığa sahiptir. Makas neden dokunulduğunda daha soğuk hissettirir?

Ele alınan örnekler, bir sonuç çıkarmamıza ve tabloyu doldurmamıza yardımcı olacaktır.

Metni dinlerler, ısıl iletkenliği iyi ve zayıf olan cisimleri adlandırırlar.

Kar gözenekli, gevşek bir maddedir, hava içerir. Bu nedenle, karın zayıf bir ısı iletkenliği vardır ve toprağı, kış mahsullerini, meyve ağaçlarını donmaya karşı iyi korur.

Mutfak tutacakları, zayıf ısı iletkenliğine sahip bir malzemeden yapılmıştır.

Kızartma tavaları ve tavalar, iyi ısı iletkenliğine sahip maddelerden (metaller) yapılır ve gövdeleri veya parçaları hızlı bir şekilde ısıtmak için kullanılır.

Çaydanlıkların kulpları, tavalar ısı iletkenliği zayıf olan malzemelerden yapılmıştır. Bütün bunlar, sıcak nesnelere dokunurken elleri yanıklardan korur.

Talaş, zayıf bir ısı iletkenidir. Bitkiler donmaması için talaşla kaplanır.

Kılların arasında ısıyı iyi iletmeyen hava vardır.

Bir yaban arısının kabuğu ısıyı iyi iletmez çünkü ısı iletkenliği düşük olan villuslar arasında hava vardır.

Isıyı kötü ileten ve donmayı önleyen arılar arasında hava kalır.

Hadi mini yapalım Araştırma çalışması. Şu ifadenin doğru olup olmadığını öğrenelim: KÜRK ISINIR MI?!

İşi nasıl yapacağız?

Bunu yapmak için bir termometreye ve bir parça kürke ihtiyacımız var. Odanın sıcaklığını ölçelim, ardından termometreyi bir süre bir kanatçığın içine koyalım.

bir sonuç çıkar

Birincil bilgi testi

Amaç: Materyalin hangi düzeyde anlaşıldığını kontrol etmek?

Doğrudan temasları sırasında iç enerjinin vücudun bir kısmından diğerine veya bir vücuttan diğerine aktarılması fenomeninin adı nedir?

ısı kapasitesi
kalorifik değer
termal iletkenlik

Doğru ifadeyi seçin.

İletim, maddenin bir vücuttan diğerine transferidir
Isı iletimi, maddeyi bir vücuttan diğerine AKTARMAZ.
Termal iletkenlik kavramı mevcut değil

Aşağıdaki maddelerden hangisinin sahip olduğu en yüksek termal iletkenlik?

Odun
Bardak
Bakır

Öğrencinin kartında cevaplayın.

ders özeti

Dersin başındaki soruları hatırlayın. Kışa hazır mıyız? Bugün hangi fenomeni görüyoruz? Bu fenomen nedir?

Ev ödevi. P 4, (tümü), "Doğada ısıl iletkenlik, günlük yaşam ve teknolojide ısıl iletkenlik" raporu hazırlar. (isteğe bağlı)

Sınıftaki çalışmanız için teşekkür ederiz.

Soruları cevaplamak