Теплопровідність тіл. Конвекція та випромінювання
Всі неживі тіла здатні передавати тепло від більш нагрітих ділянок тіла до менш нагрітих, тобто вони володіють теплопровідністю. Найбільша теплопровідність властива, як правило, твердим тілам, а газоподібні та рідкі тіла – погані провідники тепла.
У високій теплопровідності твердих тіл і низької теплопровідності рідин можна переконатися при проведенні дослідів (рис. 23, 24). При внесенні в полум’я свічки кінчика цвяха інший його кінець стає теплим, а потім таким гарячим, що його не можна утримати рукою. При нагріванні частини каменю інша його частина теж стає гарячою (крапля води, випущена з піпетки на цю частину каменю, шипить і висихає).
Нагріваючи верхній кінець пробірки з водою (рис. 24), ми довго не відчуємо підвищення температури води в нижньому кінці пробірки.
Теплопровідність повітря ще нижче, ніж теплопровідність води. Людина давно помітив цю особливість повітря і використовує її у побуті. На зиму, наприклад, в будинках вставляють подвійні рами зі склом і заклеюють щілини в рамах так, щоб і кімнатний, і вуличне повітря не проникали в простір між ними. Нагріваючись біля поверхні скла, зверненого у бік кімнати, повітря погано передає теплоту в сторону скла, що знаходиться з боку вулиці, і таким чином зберігає тепло в приміщенні.
Теплопровідність неживих тіл пов’язана з хаотичним (безладним) рухом частинок речовин, з яких утворені ці тіла. При нагріванні частини тіла рух частинок в ній збільшується і теплота поширюється по всьому тілу.
Більш висока теплопровідність багатьох твердих тіл неживої природи в порівнянні з рідкими і газоподібними тілами пояснюється тим, що частинки утворюють їх речовин розташовуються ближче один до одного, ніж в речовинах рідин і газів.
Рідкі й газоподібні тіла – погані провідники тепла. Проте кожен з нас знає, що вода в чайнику, поставленому на вогонь, швидко нагрівається і температура її у всій ємності стає високою. Нагрівається швидко і повітря в кімнаті при підключенні джерела тепла, наприклад батарей водяного опалення. Передача тепла в цих двох випадках відбувається не завдяки руху частинок, а шляхом переміщення нагрітих ділянок тел. Переконатися в цьому можна при проведенні досвіду (рис. 25). При нагріванні нижній частині пробірки з водою швидко нагрівається і вода у верхній її частині. Відбувається це тому, що внизу пробірки при нагріванні вода розширюється і стає легшим. Холодна вода верхній частині пробірки під дією сили тяжіння опускається вниз і витісняє теплу воду з нижнього шару вгору.
Подібним чином вирівнюється і температура повітря в кімнаті. Повітря, нагріте батареєю водяного опалення, витісняється частинами менш нагрітого і більш важкого повітря.
Тепле повітря піднімається вгору, а холодний, витісняючи його, займає місце теплого повітря.
Перемішування різному нагрітих шарів рідини чи газу під дією сили тяжіння називається конвекцією.
Сонце випромінює теплові промені. Частина їх потрапляє на Землю, поглинається нею і тілами, наявними на ній. Нагріті тіла віддають тепло в навколишній їхній простір. Віддачу тілами тепла в навколишній простір називають випромінюванням або випромінюванням.
Здатність неживих тіл до нагрівання і охолодження, теплопровідності, а також передача теплоти шляхом конвекції і випромінювання, мають величезне значення для живих тіл, або організмів. Так, погана теплопровідність снігового покриву дозволяє деяким дрібним тваринам (польові миші, полівки) вести взимку активне життя і зберігає зимуючі рослини від вимерзання (рис. 26).
(1 votes, average: 5.00 out of 5)