Chất nào có độ dẫn nhiệt thấp nhất? Trình bày: Nhiệt độ và cân bằng nhiệt – Siêu thị kiến ​​thức

Ở đoạn trước, chúng ta đã biết rằng khi nhúng một chiếc kim đan bằng kim loại vào cốc nước nóng thì chẳng bao lâu đầu kim đan cũng trở nên nóng. Do đó, năng lượng bên trong, giống như bất kỳ loại năng lượng nào, có thể được truyền từ cơ thể này sang cơ thể khác. Năng lượng bên trong có thể được truyền từ bộ phận này sang bộ phận khác của cơ thể. Vì vậy, ví dụ, nếu một đầu của chiếc đinh được đốt nóng trên ngọn lửa, thì đầu còn lại của nó, nằm trong bàn tay, sẽ dần dần nóng lên và làm bỏng bàn tay.

Hiện tượng truyền nội năng từ bộ phận này sang bộ phận khác hoặc từ cơ thể này sang cơ thể khác khi tiếp xúc trực tiếp được gọi là hiện tượng dẫn nhiệt.

Chúng ta hãy nghiên cứu hiện tượng này bằng cách thực hiện một loạt thí nghiệm với chất rắn, chất lỏng và chất khí.

Chúng ta hãy đưa đầu thanh gỗ vào lửa. Nó sẽ bốc cháy. Đầu kia của cây gậy nằm ở bên ngoài sẽ lạnh. Điều này có nghĩa là cây có độ dẫn nhiệt kém.

Chúng ta hãy đưa đầu que thủy tinh mỏng vào ngọn lửa của đèn cồn. Sau một thời gian nó sẽ nóng lên nhưng đầu kia vẫn lạnh. Do đó, thủy tinh cũng có tính dẫn nhiệt kém.

Nếu chúng ta đốt đầu một thanh kim loại trên ngọn lửa thì chẳng bao lâu toàn bộ thanh sẽ trở nên rất nóng. Chúng ta sẽ không còn có thể giữ nó trong tay nữa.

Điều này có nghĩa là kim loại dẫn nhiệt tốt, tức là chúng có độ dẫn nhiệt lớn hơn. Bạc và đồng có độ dẫn nhiệt lớn nhất.

Chúng ta hãy xem xét sự truyền nhiệt từ phần này sang phần khác của vật rắn trong thí nghiệm sau.

Chúng tôi cố định một đầu của sợi dây đồng dày vào giá ba chân. Chúng tôi gắn một số chiếc đinh vào dây bằng sáp. Khi đầu tự do của dây được đốt nóng trên ngọn lửa của đèn cồn, sáp sẽ tan chảy. Những chiếc đinh hương sẽ dần dần rụng đi (Hình 5). Đầu tiên, những thứ nằm gần ngọn lửa hơn sẽ biến mất, sau đó lần lượt là những thứ còn lại.

Cơm. 5. Truyền nhiệt từ phần này sang phần khác

Chúng ta hãy tìm hiểu làm thế nào năng lượng được truyền qua một dây dẫn. Tốc độ chuyển động dao động của các hạt kim loại tăng lên ở phần dây gần ngọn lửa hơn. Vì các hạt liên tục tương tác với nhau nên tốc độ chuyển động của các hạt lân cận tăng lên. Nhiệt độ của phần tiếp theo của dây bắt đầu tăng, v.v.

Cần nhớ rằng dẫn nhiệt không có sự truyền chất từ ​​đầu này sang đầu kia của cơ thể.

Bây giờ chúng ta xét tính dẫn nhiệt của chất lỏng. Hãy lấy một ống nghiệm đựng nước và bắt đầu làm nóng phần trên của nó. Nước trên bề mặt sẽ sớm sôi và ở đáy ống nghiệm trong thời gian này sẽ chỉ nóng lên (Hình 6). Điều này có nghĩa là chất lỏng có độ dẫn nhiệt thấp, ngoại trừ thủy ngân và kim loại nóng chảy.

Cơm. 6. Độ dẫn nhiệt của chất lỏng

Điều này được giải thích là do trong chất lỏng, các phân tử nằm ở khoảng cách xa nhau hơn so với trong chất rắn.

Hãy nghiên cứu tính dẫn nhiệt của chất khí. Đặt ống nghiệm khô lên ngón tay và đun ngược nó trên ngọn lửa của đèn cồn (Hình 7). Ngón tay sẽ không cảm thấy nóng trong một thời gian dài.

Cơm. 7. Độ dẫn nhiệt của khí

Điều này là do khoảng cách giữa các phân tử khí thậm chí còn lớn hơn khoảng cách giữa chất lỏng và chất rắn. Do đó, độ dẫn nhiệt của khí thậm chí còn thấp hơn.

Vì thế, Độ dẫn nhiệt của các chất khác nhau là khác nhau.

Thí nghiệm mô tả trên Hình 8 cho thấy độ dẫn nhiệt của các kim loại khác nhau là không giống nhau.

Cơm. 8. Độ dẫn nhiệt của các kim loại khác nhau

Len, tóc, lông chim, giấy, nút chai và các chất xốp khác có tính dẫn nhiệt kém. Điều này là do thực tế là không khí được chứa giữa các sợi của các chất này. Chân không (không gian thoát khỏi không khí) có độ dẫn nhiệt thấp nhất. Điều này được giải thích là do tính dẫn nhiệt là sự truyền năng lượng từ bộ phận này sang bộ phận khác của cơ thể, xảy ra trong quá trình tương tác giữa các phân tử hoặc các hạt khác. Trong không gian không có hạt thì sự dẫn nhiệt không thể xảy ra.

Nếu cần bảo vệ cơ thể khỏi bị làm mát hoặc sưởi ấm thì sử dụng các chất có độ dẫn nhiệt thấp. Vì vậy, đối với nồi, chảo, tay cầm được làm bằng nhựa. Những ngôi nhà được xây dựng từ gỗ hoặc gạch, có tính dẫn nhiệt kém, có nghĩa là chúng bảo vệ mặt bằng khỏi bị làm mát.

Câu hỏi

1. Sự truyền năng lượng qua dây kim loại xảy ra như thế nào?
2. Giải thích thí nghiệm (xem hình 8) chứng tỏ độ dẫn nhiệt của đồng lớn hơn độ dẫn nhiệt của thép.
3. Chất nào có độ dẫn nhiệt cao nhất và thấp nhất? Chúng được sử dụng ở đâu?
4. Tại sao lông, lông tơ, lông vũ trên cơ thể động vật và chim, cũng như quần áo của con người lại có tác dụng chống lạnh?

Bài tập 3

1. Tại sao tuyết dày và xốp bảo vệ cây trồng mùa đông khỏi bị đóng băng?
2. Người ta ước tính độ dẫn nhiệt của ván thông lớn gấp 3,7 lần so với mùn cưa thông. Chúng ta có thể giải thích sự khác biệt này như thế nào?
3. Tại sao nước không đóng băng dưới lớp băng dày?
4. Tại sao cách diễn đạt “áo khoác lông ấm lên” lại sai?

Bài tập

Lấy một cốc nước nóng và đặt một thìa kim loại và một thìa gỗ vào nước cùng một lúc. Chiếc thìa nào sẽ nóng lên nhanh hơn? Nhiệt lượng được trao đổi giữa nước và thìa như thế nào? Nội năng của nước và thìa thay đổi như thế nào?

, lớp 10
Chủ thể: " Nhiệt độ và cân bằng nhiệt »

Hiện tượng nhiệt

Những hình thức truyền nhiệt nào bạn biết?

đối lưu;

Dẫn nhiệt;

Sự bức xạ.

Độ dẫn nhiệt là gì?

Trả lời: truyền nhiệt trong quá trình tương tác giữa các hạt.

Chất nào có độ dẫn nhiệt cao nhất và thấp nhất?

Trả lời: lớn nhất là đối với kim loại, nhỏ nhất là đối với chất khí.

Hiện tượng đối lưu là gì?

Trả lời: truyền nhiệt bằng dòng chất lỏng hoặc dòng khí.

Điều gì giải thích sự đối lưu?

Trả lời: chuyển động của dòng khí ấm và chất lỏng được giải thích là do lực Archimedean.

Bạn biết những loại đối lưu nào?

Trả lời: tự nhiên và bắt buộc.

Năng lượng mà cơ thể tăng hoặc giảm trong quá trình truyền nhiệt được gọi là...

nhiệt lượng.

1. Nhiệt dung xa của một chất là gì?

- giá trị biểu thị lượng nhiệt cần thiết để làm nhiệt độ của một chất nặng 1 kg tăng thêm 1 0C.

2. Các chất khác nhau có nhiệt dung riêng...

3. Các chất ở các trạng thái kết tụ khác nhau (nước đá, nước, hơi nước) đều có nhiệt dung riêng...

Nhiệm vụ. Tính nhiệt lượng cần thiết để làm nóng một miếng đồng nặng 2kg để nó tăng nhiệt độ lên 100 0C.

Bạn có thể tải xuống bản trình bày bằng cách nhấp vào văn bản Tải xuống bản trình bày và cài đặt Microsoft PowerPoint.

Gửi bởi giáo viên Miroshnichenko.

Năng lượng bên trong, giống như bất kỳ loại năng lượng nào khác, có thể được truyền từ cơ thể này sang cơ thể khác. Chúng tôi đã đã xem xét một ví dụ về việc chuyển giao như vậy- truyền năng lượng từ nước nóng sang thìa lạnh. Kiểu truyền nhiệt này được gọi là độ dẫn nhiệt.

Độ dẫn nhiệt có thể được quan sát trong thí nghiệm sau. Cố định một đầu của sợi dây đồng dày vào giá ba chân và gắn một số chiếc đinh vào dây bằng sáp (Hình 183). Tại Đốt đầu tự do của dây trên ngọn lửa đèn cồn bằng sáp tan chảy và các đinh tán dần rơi ra khỏi dây. Đầu tiên, những thứ nằm gần ngọn lửa hơn sẽ biến mất, sau đó lần lượt là những thứ còn lại.

Sự truyền năng lượng qua dây dẫn xảy ra như thế nào?

Đầu tiên, ngọn lửa nóng làm tăng chuyển động dao động của các hạt kim loại ở một đầu dây và nhiệt độ của nó tăng lên. Sau đó, sự gia tăng chuyển động này được truyền đến các hạt lân cận và tốc độ dao động của chúng cũng tăng lên, tức là. nhiệt độ phần tiếp theo của dây tăng. Sau đó, tốc độ rung của các hạt tiếp theo tăng lên, v.v. Điều rất quan trọng cần lưu ý là với tính dẫn nhiệt, bản thân chất này không di chuyển từ đầu này sang đầu kia của vật thể.

Các chất khác nhau có độ dẫn nhiệt khác nhau. Điều này có thể được xác minh bằng thí nghiệm trong đó năng lượng được truyền qua các thanh kim loại khác nhau (Hình 184). Và từ kinh nghiệm sống, chúng ta biết rằng một số chất có tính dẫn nhiệt cao hơn những chất khác. Ví dụ, một chiếc đinh sắt không thể nóng lên lâu khi cầm trên tay, nhưng có thể giữ một que diêm đang cháy cho đến khi ngọn lửa chạm vào tay.

Kim loại, đặc biệt là bạc và đồng, có tính dẫn nhiệt cao hơn.

Chất lỏng, ngoại trừ kim loại nóng chảy như thủy ngân, có độ dẫn nhiệt thấp. Chất khí thậm chí còn có độ dẫn nhiệt kém hơn. Rốt cuộc các phân tử của chúng ở xa nhau và việc truyền chuyển động từ phân tử này sang phân tử khác rất khó khăn.

Len, lông tơ, lông thú và các chất xốp khác chứa không khí giữa các sợi và do đó có tính dẫn nhiệt kém. Đó là lý do tại sao len lông và lông tơ bảo vệ động vật khỏi bị lạnh. Lớp mỡ có ở chim nước, cá voi, hải mã và hải cẩu cũng bảo vệ động vật khỏi bị làm mát.

Chân không, một loại khí rất hiếm, có độ dẫn nhiệt thấp nhất. Điều này được giải thích bởi thực tế là độ dẫn nhiệt, tức là sự truyền năng lượng từ bộ phận này sang bộ phận khác của cơ thể,được thực hiện bởi các phân tử hoặc các hạt khác, - do đó, ở nơi không có hạt, tính dẫn nhiệt không thể xảy ra.

Các chất có độ dẫn nhiệt thấp được sử dụng khi cần thiết để tiết kiệm năng lượng. Ví dụ, tường gạch giúp giữ lại năng lượng bên trong căn phòng. Có thể bảo vệ cơ thể và khỏi bị nóng, ví dụ, họ bảo quản đá trong hầm, lót hầm bằng rơm rạ, mùn cưa và đất có tính dẫn nhiệt kém.

Câu hỏi. 1. Trong thí nghiệm nào người ta có thể quan sát thấy sự truyền nội năng của một vật rắn? 2. Quá trình truyền năng lượng qua dây kim loại diễn ra như thế nào? 3. Chất nào có độ dẫn nhiệt cao nhất và thấp nhất? Chúng được sử dụng ở đâu?

Bài tập. 1. Tại sao tuyết dày và xốp bảo vệ cây trồng mùa đông khỏi bị đóng băng? 2. Giải thích vì sao rơm rạ, cỏ khô, lá khô có tính dẫn nhiệt kém. 3. Người ta tính toán rằng độ dẫn nhiệt của ván thông lớn hơn 3,7 lần so với mùn cưa thông và độ dẫn nhiệt của băng lớn hơn 21,6 lần so với tuyết mới rơi (tuyết bao gồm các tinh thể băng nhỏ). Làm thế nào chúng ta có thể giải thích sự khác biệt này? 4. Tại sao cách diễn đạt “áo khoác lông sưởi ấm” lại sai? 5. Kéo và bút chì nằm trên bàn có nhiệt độ như nhau. Tại sao kéo có cảm giác lạnh hơn khi chạm vào? 6. Giải thích cách lông, lông tơ, lông vũ trên cơ thể động vật cũng như quần áo của con người có tác dụng chống lạnh.