Hangi maddeler en yüksek ve en düşük ısı iletkenliğine sahiptir? Sunum: Sıcaklık ve termal denge - Bilgi Hipermarketi. Ne tür ısı transferini biliyorsunuz?

Önceki paragrafta metal bir örgü iğnesini bir bardak sıcak suya indirdiğimizde çok geçmeden iğnenin ucunun da ısındığını öğrendik. Sonuç olarak, herhangi bir enerji türü gibi iç enerji de bir vücuttan diğerine aktarılabilir. İç enerji vücudun bir kısmından diğerine aktarılabilir. Yani örneğin çivinin bir ucu alevde ısıtılırsa, elde bulunan diğer ucu yavaş yavaş ısınarak eli yakacaktır.

Doğrudan temas sırasında iç enerjinin vücudun bir kısmından diğerine veya bir vücuttan diğerine aktarılması olgusuna termal iletkenlik denir.

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

Tahta bir çubuğun ucunu ateşe sokalım. Ateşlenecek. Çubuğun dışarıda bulunan diğer ucu soğuk olacaktır. Bu şu anlama gelir: Ağacın zayıf termal iletkenlik.

İnce bir cam çubuğun ucunu alkol lambasının alevine getirelim. Bir süre sonra ısınacak ama diğer ucu soğuk kalacak. Sonuç olarak camın termal iletkenliği de zayıftır.

Bir metal çubuğun ucunu alevde ısıtırsak, çok geçmeden çubuğun tamamı çok ısınır. Artık onu elimizde tutamayacağız.

Bu, metallerin ısıyı iyi ilettiği anlamına gelir; daha fazla termal iletkenlik. Gümüş ve bakır en yüksek termal iletkenliğe sahiptir.

Aşağıdaki deneyde katı bir cismin bir kısmından diğerine ısı transferini ele alalım.

Kalın bir bakır telin bir ucunu tripoda sabitliyoruz. Balmumu ile tele birkaç çivi takıyoruz. Telin serbest ucu bir alkol lambasının alevinde ısıtıldığında balmumu eriyecektir. Karanfiller yavaş yavaş dökülmeye başlayacaktır (Şek. 5). Önce aleve daha yakın olanlar düşecek, sonra geri kalanlar sırayla düşecek.

Pirinç. 5. Bir katının bir kısmından diğerine ısı transferi

Enerjinin bir tel aracılığıyla nasıl aktarıldığını öğrenelim. Telin aleve daha yakın olan kısmında metal parçacıklarının salınım hareketinin hızı artar. Parçacıklar sürekli birbirleriyle etkileşime girdiğinden komşu parçacıkların hareket hızı artar. Telin bir sonraki kısmının sıcaklığı yükselmeye başlar vb.

Unutulmamalıdır ki ısı iletiminde vücudun bir ucundan diğer ucuna madde aktarımı olmaz.

Şimdi sıvıların ısıl iletkenliğini ele alalım. İçinde su olan bir deney tüpü alalım ve üst kısmını ısıtmaya başlayalım. Yüzeydeki su kısa sürede kaynayacak ve bu süre zarfında test tüpünün dibinde sadece ısınacaktır (Şek. 6). Bu, cıva ve erimiş metaller hariç, sıvıların düşük ısı iletkenliğine sahip olduğu anlamına gelir.

Pirinç. 6. Sıvının ısıl iletkenliği

Bu, sıvılarda moleküllerin katılara göre birbirlerinden daha uzak mesafelerde bulunmasıyla açıklanmaktadır.

Gazların termal iletkenliğini inceleyelim. Kuru test tüpünü parmağınıza yerleştirin ve alkol lambasının alevinde baş aşağı ısıtın (Şek. 7). Parmak uzun süre ısıyı hissetmeyecektir.

Pirinç. 7. Gazın ısıl iletkenliği

Bunun nedeni, gaz molekülleri arasındaki mesafenin sıvı ve katılarınkinden bile daha büyük olmasıdır. Sonuç olarak, gazların termal iletkenliği daha da düşüktür.

Bu yüzden, Farklı maddelerin ısı iletkenliği farklıdır.

Şekil 8'de gösterilen deney, farklı metallerin ısı iletkenliğinin aynı olmadığını göstermektedir.

Pirinç. 8. Farklı metallerin ısıl iletkenliği

Yün, saç, kuş tüyü, kağıt, mantar ve diğer gözenekli cisimlerin ısı iletkenliği zayıftır. Bunun nedeni, bu maddelerin lifleri arasında hava bulunmasıdır. Vakum (havadan arındırılmış alan) en düşük ısı iletkenliğine sahiptir. Bu, termal iletkenliğin, moleküllerin veya diğer parçacıkların etkileşimi sırasında meydana gelen enerjinin vücudun bir kısmından diğerine aktarılması olduğu gerçeğiyle açıklanmaktadır. Parçacıkların bulunmadığı bir ortamda ısı iletimi gerçekleşemez.

Vücudun soğumasını veya ısınmasını önlemek gerekiyorsa, ısı iletkenliği düşük maddeler kullanılır. Yani tencere ve tavalar için kulplar plastikten yapılmıştır. Evler, ısı iletkenliği zayıf olan kütüklerden veya tuğlalardan yapılmıştır, bu da binayı soğumaya karşı korudukları anlamına gelir.

Sorular

1. Metal tel üzerinden enerji aktarımı nasıl gerçekleşir?
2. Bakırın ısıl iletkenliğinin çeliğin ısıl iletkenliğinden daha büyük olduğunu gösteren deneyi açıklayın (bkz. Şekil 8).
3. Hangi maddeler en yüksek ve en düşük ısı iletkenliğine sahiptir? Nerede kullanılıyorlar?
4. Hayvanların ve kuşların vücutlarındaki kürk, kuş tüyü ve tüyler ile insan kıyafetleri neden soğuğa karşı koruma sağlar?

Alıştırma 3

1. Derin, gevşek kar neden kışlık mahsulleri donmaktan korur?
2. Çam levhalarının ısıl iletkenliğinin çam talaşından 3,7 kat daha fazla olduğu tahmin edilmektedir. Bu farkı nasıl açıklayabiliriz?
3. Su neden kalın bir buz tabakasının altında donmuyor?
4. “Kürk manto ısınır” ifadesi neden yanlış?

Egzersiz yapmak

Bir bardak sıcak su alın ve aynı anda suya bir metal kaşık ve bir tahta kaşık koyun. Hangi kaşık daha hızlı ısınır? Su ile kaşık arasında ısı alışverişi nasıl olur? Suyun ve kaşığın iç enerjisi nasıl değişir?

, Sınıf 10
Ders: " Sıcaklık ve termal denge »

Termal olaylar

Ne tür ısı transferini biliyorsunuz?

Konveksiyon;

Termal iletkenlik;

Radyasyon.

Isı iletkenliği nedir?

Cevap: Parçacık etkileşimi sırasında ısı transferi.

Hangi maddeler en yüksek ve en düşük ısı iletkenliğine sahiptir?

Cevap: En büyüğü metaller için, en küçüğü ise gazlar içindir.

Konveksiyon olgusu nedir?

Cevap: Sıvı veya gaz akışıyla ısı transferi.

Konveksiyonu ne açıklar?

Cevap: Sıcak gaz ve sıvı akışlarının hareketi Arşimet kuvveti ile açıklanmaktadır.

Ne tür konveksiyon biliyorsunuz?

Cevap: doğal ve zorunlu.

Vücudun ısı transferi sırasında kazandığı veya kaybettiği enerjiye... denir.

ısı miktarı.

1. Bir maddenin uzaktan ısı kapasitesi nedir?

– 1 kg ağırlığındaki bir maddenin sıcaklığını 1 0C değiştirmek için ne kadar ısı gerektiğini gösteren değer.

2. Farklı maddelerin belirli ısı kapasiteleri vardır...

3. Farklı toplanma durumlarındaki (buz, su, buhar) maddelerin belirli bir ısı kapasitesi vardır...

Görev. Ağırlığı 2 kg olan bir bakır parçasının sıcaklığını 100 0C değiştirmek için gereken ısı miktarını hesaplayınız.

Sunuyu indir ve Microsoft PowerPoint'i yükle metnine tıklayarak sunuyu indirebilirsiniz.

Öğretmen Miroshnichenko tarafından gönderildi.

İç enerji, diğer enerji türleri gibi, bir vücuttan diğerine aktarılabilir. Biz çoktan böyle bir transferin bir örneğine baktım- Enerjinin sıcak sudan soğuk kaşığa aktarılması. Bu tür ısı transferine termal iletkenlik denir.

Aşağıdaki deneyde termal iletkenlik gözlemlenebilir. Kalın bir bakır telin bir ucunu bir tripoda sabitleyin ve telin üzerine balmumuyla birkaç çivi takın (Şek. 183). Şu tarihte: telin serbest ucunu balmumu ile alkol lambasının alevinde ısıtmak erir ve saplamalar yavaş yavaş telden uzaklaşır. Önce aleve daha yakın olanlar düşecek, sonra geri kalanlar sırayla düşecek.

Tel üzerinden enerji aktarımı nasıl gerçekleşir?

Birincisi, sıcak alev telin bir ucundaki metal parçacıklarının salınım hareketinde artışa neden olur ve sıcaklığı yükselir. Daha sonra hareketteki bu artış komşu parçacıklara iletilir ve onların salınımlarının hızı da artar, yani. telin bir sonraki kısmının sıcaklığı artar. Daha sonra sonraki parçacıkların titreşim hızı artar vb. Isı iletkenliği ile maddenin kendisinin vücudun bir ucundan diğer ucuna hareket etmediğini not etmek çok önemlidir.

Farklı maddelerin farklı termal iletkenlikleri vardır. Bu, enerjinin farklı metallerden yapılmış çubuklar aracılığıyla iletildiği deneyle doğrulanabilir (Şekil 184). Ve yaşam deneyimimizden bazı maddelerin diğerlerinden daha fazla termal iletkenliğe sahip olduğunu biliyoruz.Örneğin bir demir çivi elde tutulduğunda uzun süre ısıtılamaz, ancak yanan bir kibrit alevi ele değene kadar tutulabilir.

Metaller, özellikle gümüş ve bakır, daha yüksek ısı iletkenliğine sahiptir.

Cıva gibi erimiş metaller dışındaki sıvıların ısı iletkenliği düşüktür. Gazların ısıl iletkenliği daha da azdır. Nihayet molekülleri birbirinden uzaktır ve hareketin bir molekülden diğerine aktarılması zordur.

Yün, kuş tüyü, kürk ve diğer gözenekli gövdeler, lifleri arasında hava içerir ve bu nedenle termal iletkenliği zayıftır. Bu yüzden yün kürk ve kuş tüyü hayvanları üşümekten korur. Su kuşları, balinalar, morslar ve foklarda bulunan yağ tabakası aynı zamanda hayvanları soğumaya karşı da korur.

Yüksek oranda seyreltilmiş bir gaz olan vakum, en düşük termal iletkenliğe sahiptir. Bu, termal iletkenliğin, yani enerji aktarımının vücudun bir kısmı diğerine moleküller veya diğer parçacıklar tarafından gerçekleştirilir; dolayısıyla parçacıkların olmadığı yerde termal iletkenlik oluşamaz.

Enerji tasarrufunun gerekli olduğu yerlerde düşük ısı iletkenliğine sahip maddeler kullanılır. Örneğin tuğla duvarlar bir odadaki iç enerjinin korunmasına yardımcı olur. Olabilmek cesetleri ve ısınmayı korurlar, örneğin mahzendeki buzu korurlar, mahzenin ısı iletkenliği zayıf olan saman, talaş ve toprakla kaplanması.

Sorular. 1. Katı bir cisim tarafından iç enerjinin aktarımı hangi deneyde gözlemlenebilir? 2. Metal tel üzerinden enerji aktarımı nasıl gerçekleşir? 3. Hangi maddeler en yüksek ve en düşük ısı iletkenliğine sahiptir? Nerede kullanılıyorlar?

Egzersizler. 1. Derin, gevşek kar neden kışlık mahsulleri donmaktan korur? 2. Saman, saman ve kuru yaprakların neden zayıf ısı iletkenliğine sahip olduğunu açıklayın. 3. Çam tahtalarının ısıl iletkenliğinin çam talaşından 3,7 kat daha fazla olduğu ve buzun ısıl iletkenliğinin yeni düşen kardan (kar küçük buz kristallerinden oluşur) 21,6 kat daha fazla olduğu hesaplanmıştır. Bu farkı nasıl açıklayabiliriz? 4. "Kürk manto ısıtır" ifadesi neden yanlıştır? 5. Masanın üzerinde duran makas ve kalemlerin sıcaklığı aynıdır. Makas neden dokunulduğunda daha soğuk geliyor? 6. Hayvanların vücudundaki kürk, kuş tüyü ve tüylerin ve insan giysilerinin soğuğa karşı nasıl koruduğunu açıklayın.