Bir modda qattiq jismda eng yuqori issiqlik o'tkazuvchanligiga ega. I. Tashkiliy moment. O'tkazuvchanlik nima

1.Kirish.

Loyiha vosita standartiga muvofiq ishlab chiqilgan umumiy ta'lim fizikada. Ushbu loyihani yozishda issiqlik hodisalarini o'rganish, ularning kundalik hayotda va texnologiyada qo'llanilishi ko'rib chiqildi. Nazariy materiallardan tashqari, katta e'tibor beriladi tadqiqot ishi- bular "tananing ichki energiyasi qanday yo'llar bilan o'zgarishi mumkin", "issiqlik o'tkazuvchanligi bir xilmi" savollariga javob beradigan tajribalar. turli moddalar”, “Nima uchun issiq havo yoki suyuqlik oqimlari yuqoriga ko‘tariladi”, “Nima uchun yuzasi qorong‘i bo‘lgan jismlar ko‘proq qiziydi”; Ma'lumot, fotosuratlarni qidirish va qayta ishlash Loyiha bo'yicha ishlash muddati: 1 - 1,5 oy Loyihaning maqsadlari: * maktab o'quvchilarining issiqlik hodisalari haqidagi bilimlarini amaliy amalga oshirish; * mustaqil tadqiqot qilish ko'nikmalarini shakllantirish; * kognitiv qiziqishlarni rivojlantirish; * mantiqiy va texnik fikrlash * hayotiy ehtiyoj va qiziqishlarga muvofiq fizika bo'yicha yangi bilimlarni mustaqil egallash qobiliyatlarini rivojlantirish;

Kosmosda ko'rinadigan o'lchamlar soni haqidagi savoldan tashqari, simlar nazariyasi uni fizikaning yakuniy birlashgan nazariyasi deb e'lon qilishdan oldin hal qilinishi kerak bo'lgan boshqa muammolarni ham keltirib chiqaradi. Biz hali ham barcha cheksizliklar bir-birini yo'q qiladimi yoki yo'qmi va to'lqinlarni ipga qanday qilib aniq bog'lashimiz mumkinligini bilmaymiz. maxsus turdagi biz kuzatadigan zarralar. Biroq, biz bu savollarga keyingi bir necha yil ichida javob topishimiz mumkin va asrning oxiriga kelib, biz simlar nazariyasi uzoq kutilgan fizikaning yagona nazariyasi yoki yo'qligini bilamiz.

2. Asosiy qism.

2.1. Nazariy qism

Hayotda biz har kuni issiqlik hodisalariga duch kelamiz. Biroq, biz har doim ham fizikani yaxshi bilsangiz, bu hodisalarni tushuntirish mumkin deb o'ylamaymiz. Fizika darslarida biz ichki energiyani o'zgartirish usullari bilan tanishdik: issiqlik uzatish va tanada yoki tananing o'zida ish qilish. Har xil haroratga ega bo'lgan ikkita jism aloqa qilganda, energiya ko'proq bo'lgan tanadan o'tkaziladi yuqori harorat harorati pastroq bo'lgan tanaga. Bu jarayon jismlarning haroratlari tenglashguncha (issiqlik muvozanatiga erishilgunga qadar) davom etadi. Bunday holda, mexanik ish bajarilmaydi. Tanada yoki tananing o'zida ish qilmasdan ichki energiyani o'zgartirish jarayoni issiqlik uzatish yoki issiqlik uzatish deb ataladi. Issiqlik uzatishda energiya har doim issiqroq jismdan sovuqroq jismga o'tkaziladi. Teskari jarayon hech qachon o'z-o'zidan (o'z-o'zidan) sodir bo'lmaydi, ya'ni issiqlik almashinuvi qaytarilmasdir. Issiqlik almashinuvi tabiatdagi ko'plab jarayonlarni belgilaydi yoki unga hamroh bo'ladi: yulduzlar va sayyoralarning evolyutsiyasi, Yer yuzasidagi meteorologik jarayonlar va boshqalar. Issiqlik uzatish turlari: issiqlik o'tkazuvchanligi, konveksiya, nurlanish.

Ammo bunday yagona nazariya bo'lishi mumkinmi? Koinotni aniqroq va aniqroq tasvirlaydigan cheksiz nazariyalar mavjud. Ba'zilar, agar qonunlarning to'liq tizimi mavjud bo'lsa, bu Xudoning fikrini o'zgartirishi va dunyoga aralashishiga to'sqinlik qiladi, deb uchinchi imkoniyatni talab qiladi. Qadimgi paradoksga o'xshaydi: Xudo toshni ko'tarolmaydigan darajada og'ir qilib qo'ya oladimi? Ammo Xudo o‘z fikrini o‘zgartirishni xohlaydi, degan fikr, Avliyo Avgustinning Xudoni zamonda mavjud deb ko‘rsatganida ko‘rsatgan yolg‘onning bir misolidir: vaqt faqat Xudo tomonidan yaratilgan olamning mulkidir.

issiqlik o'tkazuvchanligi issiqlik harakati va tanani tashkil etuvchi zarrachalarning o'zaro ta'siri natijasida energiyaning tananing ko'proq qizigan qismlaridan kamroq isitiladigan qismiga o'tish hodisasi deb ataladi.

Metallar eng yuqori issiqlik o'tkazuvchanligiga ega - ular suvdan yuzlab marta ko'proq. Istisnolar simob va qo'rg'oshindir, lekin bu erda ham issiqlik o'tkazuvchanligi suvdan o'n baravar yuqori.

Aytganda nimani nazarda tutganini bilsa kerak! Kelishi bilan kvant mexanikasi hodisalarni mutlaq aniqlik bilan bashorat qilib bo‘lmasligini va har doim ma’lum darajada noaniqlik mavjudligini tushuna boshladik. Agar xohlasangiz, bu tasodifiy belgini Xudoning aralashuvi bilan bog'lashingiz mumkin, lekin bu juda g'alati aralashuv bo'ladi: bu qasddan qilinganligi haqida hech qanday dalil yo'q. Darhaqiqat, agar u qasddan bo'lsa, ta'rifiga ko'ra tasodifiy bo'lmaydi. Bugun biz uchinchi imkoniyatni amalda bekor qildik va fanning maqsadini belgilab oldik: bizning vazifamiz hodisalarni faqat noaniqlik printsipi tomonidan belgilangan chegaragacha prognoz qilish imkonini beradigan qonunlar to'plamini shakllantirishdir.

Metall igna bilan stakanga tushirilganda issiq suv tez orada gapning oxiri ham qizib ketdi. Binobarin, ichki energiya, har qanday energiya kabi, bir jismdan ikkinchisiga o'tishi mumkin. Ichki energiya ham tananing bir qismidan boshqasiga o'tkazilishi mumkin. Shunday qilib, masalan, tirnoqning bir uchi olovda qizdirilsa, qo'lda bo'lgan ikkinchi uchi asta-sekin qizib ketadi va qo'lni kuydiradi.

Ko'p hollarda biz o'lchovlarimizning sezgirligini oshirdik yoki yangi kuzatishlar qildik, faqat mavjud nazariya tomonidan bashorat qilinmagan yangi hodisalarni kashf qilish va ularni hisobga olish uchun biz yaxshiroq nazariyani ishlab chiqishimiz kerak edi.

Biz hozirda "elementar" zarralar deb hisoblaydigan kvark va elektronlardan ko'ra asosiyroq bo'lgan bir nechta yangi struktura qatlamlarini topishni kutishimiz mumkin. Ammo tortishish kuchi ushbu "qutilardagi qutilar" seriyasiga chegara qo'yish imkonini beradi. Agar "Shuning uchun" deb ataladigan narsadan yuqorida energiya zarrasi mavjud bo'lsa, biz yuqori energiyalarga yaqinlashganda, bir qator tobora aniqroq nazariyalar ma'lum chegaraga ega bo'lishi mumkin, shuning uchun koinotning ma'lum bir nazariyasi bo'lishi kerak. Albatta, Plank energiyasi 100 ohm energiyasidan juda uzoqdir, bu biz hozirda laboratoriyada bo'lgan maksimaldir.

2.2. Amaliy qism.

Keling, qattiq, suyuqlik va gazlar bilan bir qator tajribalar o'tkazish orqali ushbu hodisani o'rganamiz.

Tajriba №1

Olingan turli buyumlar: bitta alyuminiy qoshiq, boshqa yog'och qoshiq, uchinchi plastik qoshiq, to'rtinchi zanglamaydigan po'lat qoshiq va beshinchi kumush qoshiq. Biz har bir qoshiqqa asal tomchilari bilan qog'oz kliplarni biriktirdik. Ular qoshiqlarni bir stakan issiq suvga solib qo'yishadi, shunda qog'oz qisqichlari bilan tutqichlar turli yo'nalishlarda chiqib ketadi. Qoshiqlar qiziydi va ular qizdirilsa, asal eriydi va qog'oz qisqichlari tushadi.

Yaqin kelajakda biz Plank energiyasiga erisha olmaymiz! Biroq, eng ko'p erta bosqichlar Koinot shunday energiyalar paydo bo'lishi kerak bo'lgan maydondir. Menimcha, dastlabki koinotni o'rganish va matematik kuch talablari, agar biz ilgari portlamagan bo'lsak, tirikligimizda to'liq yagona nazariyaga erishish uchun yaxshi imkoniyat beradi.

Agar biz koinotning yakuniy nazariyasini topsak, bu nimani anglatadi? Ammo agar nazariya matematik jihatdan tasdiqlangan bo'lsa va har doim kuzatishlar bilan mos keladigan bashoratlarni ishlab chiqsa, biz uning to'g'riligiga deyarli amin bo'lishimiz mumkin. Bu bilan insoniyatning koinotni tushunish uchun olib borgan intellektual kurashi tarixidagi uzoq va shonli bob tugaydi. Ammo bu insonning olamni boshqaradigan qonunlar haqidagi odatiy tushunchasida ham inqilobga olib keladi. Nyuton davrida o'qimishli odam hech bo'lmaganda umumiy ma'noda insoniyatning barcha bilimlari haqida tasavvurga ega bo'lishi mumkin edi.

Albatta, qoshiqlar shakli va hajmi bo'yicha bir xil bo'lishi kerak. Qayerda isitish tezroq sodir bo'lsa, u metall issiqlikni yaxshiroq o'tkazadi, issiqlik o'tkazuvchanligi ko'proq bo'ladi. Ushbu tajriba uchun men bir stakan qaynoq suv va to'rt turdagi qoshiq oldim: alyuminiy, kumush, plastmassa va zanglamaydigan. Men ularni birma-bir stakanga tushirdim va vaqtni belgiladim: u necha daqiqada qiziydi. Men shunday qildim:

Xulosa: yog'och va plastmassadan tayyorlangan qoshiqlar metall qoshiqlarga qaraganda ko'proq qizdiriladi, ya'ni metallar yaxshi issiqlik o'tkazuvchanligiga ega.

Tajriba №2

Keling, yog'och tayoqning uchini olovga keltiraylik. U yonadi. Tayoqning tashqarida joylashgan boshqa uchi sovuq bo'ladi. Shunday qilib, daraxt bor yomon issiqlik o'tkazuvchanligi.

Biz yupqa shisha tayoqning uchini spirtli chiroqning alangasiga keltiramiz. Biroz vaqt o'tgach, u qiziydi, ikkinchisi esa sovuq bo'lib qoladi. Shuning uchun shisha ham yomon issiqlik o'tkazuvchanligiga ega.

Agar biz metall tayoqning uchini olovda qizdirsak, tez orada butun novda juda qizib ketadi. Biz endi uni qo'limizda ushlab turolmaymiz.

Bu shuni anglatadiki, metallar issiqlikni yaxshi o'tkazadi, ya'ni ular yuqori issiqlik o'tkazuvchanligiga ega. Shta-ti-ve go-ri-zon-tal-lekin mustahkamlangan-lyon ster-zhenda. Rodda, birma-bir bo'shliq orqali, ver-ti-kal-lekin mumli metall chinnigullar yordamida mahkamlang-le-na.

Tayoqning chetiga, uning ostiga sham qo'yishdi. Rodning cheti gre-va-et-sya ustida bo'lgani uchun, keyin bir daraja-qalam-lekin ster-zhen pro-gre-va-et-syada. Chinnigullar tayoq bilan mahkamlangan joyga issiqlik yetganda, ste-a-rin eriydi va chinnigullar tushadi. Biz bu tajribada pe-re-ammo-sa-modda yo'qligini ko'ramiz, shunga mos ravishda-lekin, kuzating-ha-iliq-lo-suv- bor.

Tajriba №3

Turli metallar har xil issiqlik o'tkazuvchanligiga ega. Fizika xonasida biz turli metallarning har xil issiqlik o'tkazuvchanligiga ega ekanligiga ishonch hosil qilishimiz mumkin bo'lgan qurilma mavjud. Biroq, uyda biz uyda ishlab chiqarilgan qurilma yordamida buni tekshirishga muvaffaq bo'ldik.

Qattiq jismlarning turli issiqlik o'tkazuvchanliklarini ko'rsatish uchun asbob.

Biz qattiq jismlarning turli issiqlik o'tkazuvchanligini ko'rsatish uchun qurilma yaratdik. Buning uchun biz bo'sh alyuminiy folga bankasi, ikkita rezina halqa (uy qurilishi), alyuminiy, mis va temirdan yasalgan uchta sim, plitkalar, issiq suv, qo'llarini ko'targan, qog'ozdan kesilgan 3 ta kichkina erkaklar haykalchasidan foydalandik.

Qurilmani ishlab chiqarish tartibi:

    simni "G" harfi shaklida egish;

    ularni qutining tashqarisidan rezina halqalar bilan mustahkamlang;

    tel segmentlarining gorizontal qismlaridan (eritilgan kerosin yoki plastilin yordamida) qog'ozli erkaklarni osib qo'ying.

Qurilmaning ishlashini tekshirish. Idishga issiq suv quying (agar kerak bo'lsa, elektr pechkada bir banka suv isitiladi) va qaysi raqam birinchi, ikkinchi, uchinchi tushishini kuzating.

Natijalar. Haykalchaga biriktirilgan mis sim, ikkinchisi - alyuminiyda, uchinchisi - po'latda.

Xulosa. Turli xil qattiq moddalar turli xil issiqlik o'tkazuvchanligiga ega.

Turli moddalarning issiqlik o'tkazuvchanligi har xil.

Tajriba № 4

Endi suyuqliklarning issiqlik o'tkazuvchanligini ko'rib chiqing. Probirkani suv bilan olib, uning yuqori qismini qizdirishni boshlang. Sirtdagi suv tez orada qaynab ketadi va bu vaqt ichida trubaning pastki qismida u faqat qizib ketadi. Bu shuni anglatadiki, suyuqliklar past issiqlik o'tkazuvchanligiga ega.

Tajriba № 5

Biz gazlarning issiqlik o'tkazuvchanligini tekshiramiz. Barmoqqa quruq probirka qo'yamiz va spirtli lampaning alangasida teskari qizdiramiz. Barmoq uzoq vaqt davomida issiqlikni sezmaydi. Buning sababi, gaz molekulalari orasidagi masofa suyuqlik va qattiq moddalarnikidan ham kattaroqdir. Shuning uchun gazlarning issiqlik o'tkazuvchanligi bundan ham kamroq.

Jun, soch, qush patlari, qog'oz, qor va boshqa g'ovakli jismlar yomon issiqlik o'tkazuvchanligiga ega.

Bu ushbu moddalarning tolalari orasida havo mavjudligi bilan bog'liq. Havo yomon issiqlik o'tkazuvchanidir.

Shunday qilib, yashil o'tlar qor ostida saqlanadi, qishki ekinlar muzlashdan saqlanadi.

Tajriba № 6

U paxta momig'ini paxmoq qilib, uni termometr shariga o'rab oldi.Endi u termometrni olovdan ma'lum masofada bir muddat ushlab turdi va harorat qanday ko'tarilganini payqadi. Keyin xuddi shu paxta to'pi termometrning lampochkasini siqib, mahkam o'rab, yana chiroqqa olib keldi. Ikkinchi holda, simob ancha tezroq ko'tariladi. Bu shuni anglatadiki, siqilgan paxta momig'i issiqlikni ancha yaxshi o'tkazadi!

Vakuum (havodan bo'shatilgan bo'shliq) eng past issiqlik o'tkazuvchanligiga ega. Bu issiqlik o'tkazuvchanligi molekulalarning yoki boshqa zarralarning o'zaro ta'sirida yuzaga keladigan energiyani tananing bir qismidan ikkinchisiga o'tkazishi bilan izohlanadi. Zarrachalar bo'lmagan bo'shliqda issiqlik o'tkazuvchanligi sodir bo'lmaydi.

3. Xulosa.

Turli moddalar turli xil issiqlik o'tkazuvchanligiga ega.

Ular yuqori issiqlik o'tkazuvchanligiga ega qattiq jismlar(metalllar), kamroq - suyuqliklar va yomon - gazlar.

Turli moddalarning issiqlik o'tkazuvchanligini kundalik hayotda, texnologiyada va tabiatda qo'llashimiz mumkin.

Issiqlik o'tkazuvchanligi fenomeni, ular qanday agregatsiya holatida bo'lishidan qat'i nazar, barcha moddalarga xosdir.

Endi men hech qanday qiyinchiliksiz savollarga jismoniy nuqtai nazardan javob bera olaman va tushuntiraman:

1. Nima uchun qushlar sovuq havoda patlarini yumshatadi?

(Patlar orasida havo bor va havo issiqlikni yomon o'tkazuvchidir.)

2. Nima uchun jun kiyimlar sovuqni sintetikdan ko'ra yaxshiroq saqlaydi?

(Tochlar orasida havo bor, u issiqlikni yaxshi o'tkazmaydi).

3. Nima uchun mushuklar qishda havo sovuq bo'lsa, to'pga o'ralgan holda uxlashadi? (To'pga o'ralgan holda, ular issiqlik chiqaradigan sirt maydonini kamaytiradi).

4. Nima uchun lehim dazmollari, dazmollar, kostryulkalar, kostryulkalarning tutqichlari yog'och yoki plastmassadan yasalgan? (Yog'och va plastmassaning issiqlik o'tkazuvchanligi yomon, shuning uchun biz metall buyumlarni qizdirganimizda, yog'och yoki plastmassa tutqichni ushlab turish qo'limizni kuydirmaydi).

5. Nima uchun issiqlikni yaxshi ko'radigan o'simliklar va butalar qish uchun talaş bilan qoplangan?

(Talaş issiqlikni yomon o'tkazuvchidir. Shuning uchun o'simliklar muzlab qolmasligi uchun talaş bilan qoplangan).

6. Qaysi etiklar sovuqdan yaxshiroq himoya qiladi: tor yoki keng?

(Keng, havo issiqlikni yaxshi o'tkazmasligi sababli, bu issiqlikni saqlaydigan etikdagi yana bir qatlam).

4. Foydalanilgan adabiyotlar ro‘yxati.

Bosma nashrlar:

1.A.V. Peryshkin Fizika 8-M-sinf: Bustard, 2012

2.M.I.Bludov Fizikadan suhbatlar 1-qism -M: Ma'rifat 1984 yil.

Internet resurslari:

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