Sfera-perm.ru

Сфера Пермь
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Вещество плохо проводящее тепло или электрический ток

Вещество плохо проводящее тепло или электрический ток

Новый Эталон Килограмма

может в ближайшее время заменить устаревший платиново-иридиевый. »»»

Солнце Становится Ближе

получены изображения высокого разрешения Солнца с космической обсерватории Solar Dynamics Observatory. »»»

Человек «Искрививший» Время

биография Альберта Эйнштейна — величайшего физика создавшего «Общую теорию относительности». »»»

Что за Очки у Будущего?

история создания, развития и будущее популярного оптического прибора. »»»

Если вы потрогаете кусок ткани и металлический прут руками в холодный день, то металл покажется вам гораздо холоднее, чем ткань. Если эти тела находились какое-то время на холоде, то они будут иметь одинаковую температуру. Так почему же металл кажется холоднее? Ответ состоит в том, что он проводит тепловую энергию от руки быстрее, чем ткань. Существует много простых экспериментов, с помощью которых можно показать, что разные материалы проводят тепловую энергию в различной степени.

Большее количество воска расплавится от прикосновения медного стержня, чем от прикосновения свинцового, свидетельствуя о том, что медь гораздо лучший проводник тепловой энергии, но быстрее он начинает таять при прикосновении свинцового стержня. Почему так происходит? Свинец имеет меньшую теплоемкость, чем медь, и поэтому его температура растет быстрее. Вот почему необходимо, чтобы эксперимент длился достаточно долго, чтобы добиться стационарного состояния. Это достигается тогда, когда скорость потери теплоты равна скорости, с которой она пополняется. В результате температура нагреваемого тела остается постоянной.

В чем же состоит процесс передачи тепловой энергии при теплопроводности? В твердом теле частицы постоянно находятся в колебательном движении, но не изменяют своего равновесного положения. По мере роста температуры возрастают скорость и амплитуда колебаний. Справедливо утверждение, что часть этой увеличившейся анергии передается от одной частицы к другой. Но в металлах находится большое число свободных электронов. Есть и место для их перемещения, и они фактически проводят большую часть тепловой энергии. Вы можете ожидать, что хорошие проводники теплоты будут и хорошими проводниками электричества.

Это свойство медной сетки до сих пор используется в шахтерской рудничной лампе (см.рис.), изобретенной сэром Хамфри Дэви в 1815 г. Если в шахте появляется метан, то под сеткой воспламеняется газ и цвет пламени в лампе изменяется. Сетка предотвращает достижение газом, находящимся в шахте, температуры воспламенения, и поэтому не происходит взрыва.

Применение плохих и хороших проводников

Ручки чайников, кастрюль и т. п. всегда делаются из плохих проводников так, т.е они обладают низкой теплововодностью, чтобы соприкосновение с рукой было безопасным. Когда нужно переносить горячие предметы, такие, как кастрюля, то используются специальные варежки или другие непроводящие материалы. Подставки делаются из непроводящих материалов вроде пробки так, чтобы горячие тарелки и миски не повредили полированных покрытий столов. Следует помнить, что посуда из закаленного стекла (плохой проводник) охлаждается дольше, чем металлическая. Она также длительное время сохраняет горячими овощи, находящиеся внутри. Для того чтобы как можно быстрее передать теплоту, нужно использовать хорошие проводники, должен быть хороший физический контакт между ними.

Читайте так же:
Выключатель теплого пола высота установки

Пример хорошего проводника в домашних условиях — это горячий водяной «радиатор». Он сделан из металла так, чтобы горячая вода внутри его передавала тепло как можно быстрее в комнату и согревала воздух, соприкасающийся с ним; горячий воздух затем поднимается, освобождая свое место для холодного воздуха.

Жидкости — плохие проводники теплоты. На рисунке изображен кусок льда удерживается проволочной сеткой на дне пробирки с водой. Газовая горелка подогревает воду вверху пробирки, и вода там быстро закипает. Однако же для того чтобы растаял лед на дне пробирки, требуется длительное время. Это говорит о том, что и вода, и стекло — плохие проводники теплоты.

Интересно рассмотреть относительную теплопроводность различных веществ.

= 6 х теплопроводность железа

= 600 х теплопроводность стекла

= 7200 х теплопроводность воды

= 9000 х теплопроводность пробки

= 18000 х теплопроводность хлопка

= 18 000 х теплопроводность воздуха

Теплопроводность воздуха и хлопка приблизительно одинакова, потому что хлопок содержит в себе большое количество воздуха.

В морозное утро зимой вы можете увидеть птиц с распушенными перьями. В таком положении между перьями помещается больше воздуха, и птица лучше изолируется от холода.
Проводимость — двусторонний процесс. Любой изолятор, предотврадающий утечку тепловой энергии, также и не допускает ее поступления. Плохие проводники могут одинаково успешно использоваться для поддержания вещей как в холодном состоянии, так и в горячем.

Для проводимости необходима материальная среда. Совершенным изолятором является вакуум, потому что в нем отсутствуют частицы для передачи теплоты.

Какой металл проводит тепло хуже всех

Высокая степень секретности плутония не уменьшается с первого дня его открытия. В середине прошлого века группа ученых из США смогла облучить потоком нейтронов атом урана в одном из первых ускорителей частиц. В результате этого возник нептуний, которые далее был преобразован в плутоний-238. Однако этот изотоп не был подвержен спонтанному делению и не мог выступать в качестве основы для ядерного оружия, которое было очень нужно правительству Америки. Прошло полгода, и американцы все же смогли получить изотоп нового элемента под номером 239. В ходе дальнейших исследований выяснилось, что он гораздо больше подходил для создания ядерного оружия, чем даже уран-235.

Полученный элемент был назван плутонием в честь открытой планеты, которая относительно недавно была лишена этого статуса. Открытие хранилось в секрете, информация нигде не публиковалась, так как новый элемент был очень важен в военных планах страны.

Читайте так же:
Теплопроводность провода с изоляцией

Прошел всего лишь год после открытия этого элемента, и в США был запущен знаменитый Манхэттенский проект. Основной его задачей было создание большого количества оружейного плутония, а также первой в мире атомной бомбы. В результате в 1945 г. и произошло ее испытание.

Параллельно в СССР также велись исследования по плутонию в институте, расположенном в Ленинграде. В стенах заведения уран облучали потоком нейтронов. Прошло время, и советский плутоний начали получать на первом в мире промышленном ядерном реакторе, который находился в городе Челябинск-65. Получение первого советского плутония происходило в строжайшей секретности и бешеной спешке. И сегодня производство плутония хранится в строжайшем секрете.

Этот металл серого цвета хорошо окисляется на воздухе. По своему внешнему виду, а также химической активности элемент сильно напоминает редкоземельный металл церий, поэтому очень часто студентов-радиохимиков учат работать с плутонием с использованием безопасных реактивов на основе церия. Единственное отличие состоит в большей плотности металлического плутония.

После очистки металлический реакторный плутоний состоит в основном из 5-ти различных изотопов. Один из них — изотоп плутония-238 — является очень сильным альфа-излучателем, так как распадается на уран-234, испуская ядра гелия. Период полураспада составляет немного больше 87 лет.

Куски металлического плутония в закрытом пространстве способны сильно разогреваться, иногда даже докрасна. От этого может начать гореть и сам металл. Важную роль здесь играет еще то, что плутоний является худшим проводником тепла из всех металлов. Образующийся впоследствии диоксид плутония также будет саморазогреваться. Такое свойство этого элемента в термоэлектрических генераторах используют с середины прошлого столетия. От саморазогрева вещество выделяет огромное количество энергии, и все это тепло можно преобразовать в электричество. Такие генераторы установлены на некоторых космических аппаратах.

Изотоп плутония-239 разогревается меньше, но оптимальным образом подходит для изготовления ядерного оружия. Проблема кроется в хрупкости чистого плутония, поэтому его переплавляют с галлием. Сегодня, как и 70 лет назад, этот элемент используют для изготовления ядерного оружия.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Лучший проводник — тепло

Значения Я, для разных веществ существенно различны и зависят от их температуры. Лучшими проводниками тепла являются металлы, хуже всех проводят тепло газы. [16]

Значения А для разных веществ существенно различны и зависят от их температуры. Лучшими проводниками тепла являются металлы, хуже всех проводят тепло газы. [17]

После серебра она является лучшим проводником тепла и электричества. В чистом состоянии она применяется, в частности, в виде проволоки для передачи электроэнергии, в виде катушек и пластин в качестве охлаждающих элементов, но, главным образом, она используется для производства сплавов. [18]

Читайте так же:
Автоматический выключатель с тепловой защитой иэк

Величина Я определяется опытным путем и имеет раз — личные значения для различных тел. Чем больше величина Я, тем лучшим проводником тепла является тело. [19]

Свойство различных тел проводить теплоту называется теплопроводностью. Различные вещества неодинаково проводят тепло: лучшими проводниками тепла являются металлы; вода и другие жидкости, а также газы — в большинстве случаев плохие проводники тепла. Еще менее теплопроводны дерево, глина, кирпич. [21]

Характерной особенностью металлов является особый металлический блеск, объясняемый их способностью хорошо отражать свет. Между отражательной способностью металла, его электропроводностью и теплопроводностью существует определенный параллелизм: чем сильнее металл отражает свет, тем лучшим проводником тепла и электричества он является. Так, медь, серебро и золото отличаются наибольшей отражательной способностью, и они же являются лучшими проводниками тепла и электричества. [22]

Характерной особенностью металлов является их особый металлический блеск, объясняемый их способностью хорошо отражать свет. Между отражательной способностью металла, его электропроводностью и теплопроводностью существует определенный параллелизм: чем сильнее металл отражает свет, тем лучшим проводником тепла и электричества он является. Так, медь, серебро и золото отличаются наибольшей отражательной способностью, и они же являются лучшими проводниками тепла и электричества. [23]

На протяжении столетий углерод постоянно находится в центре внимания ученых самых различных специальностей — химиков, физиков, материаловедов, геологов. Действительно, ни один из элементов не обладает таким огромным спектром полезных и в то же время диаметрально противоположных свойств: диэлектрик, полупроводник и металл, диа — и парамагнетик, сверхтвердый и сверхмягкий, теплоизолятор и один из лучших проводников тепла , эталон прозрачности и абсолютно черное тело. Открытие новых аллотропных модификаций углерода: карбинов, фуллеренов, лонсдейлита и углеродных нанотрубок вызвало не только всплеск интереса широких кругов ученых, но и вывело на качественно иной уровень разработку новых углеродных материалов и внедрение их в различные области человеческой деятельности. [24]

При пересечении рек и водоемов кабели прокладываются в воде. Условия охлаждения проложенных в воде кабелей более благоприятны по сравнению с кабелями, проложенными в земле. Вода является лучшим проводником тепла , и, кроме того, отвод тепла в воде происходит дополнительно посредством конвекции — перемещения нагретых слоев воды. Для кабелей, проложенных в воде, поправка на количество кабелей, не вводится. Температура воды, так же как и температура почвы, принимается равной 15 С. [25]

Иногда температурный перепад между внешней поверхностью оболочки термометра и средой, температуру которой измеряют, может быть уменьшен путем использования жидких или твердых тел, улучшающих тепловой контакт. В ампуле для тройной точки воды, например, удобно пользоваться водой в гильзе ампулы. Вода является значительно лучшим проводником тепла , чем воздух, однако еще лучше содействует этому металлический вкладыш, занимающий большую часть пространства в воде, окружающей чувствительный элемент термометра. [26]

Читайте так же:
Ток установки теплового расцепителя

Для большинства чистых металлов распространение тепла, обусловленное колебаниями решетки, можно считать пренебрежимо малым по сравнению с переносом за счет движения свободных электронов. Тепловая скорость движения этих электронов очень велика. Поэтому металлы являются лучшими проводниками тепла по сравнению с другими телами. Различные металлы различно проводят тепло. [27]

Металлическая ложка быстрее проводит тепло, нежели стекло. Серебряная ложка является лучшим проводником тепла и поэтому наиболее быстро забирает на себя тепло. Здесь уместно было бы рассмотреть вопрос, почему чай из заварного чайника иногда выливается не только струей, но непрерывно затекает и по носику вниз. Такой случай рассмотрен несколько лет назад в журнале В мире науки, куда мы и отсылаем читателя. [28]

Медь имеет характерный красноватый цвет, который несколько более бледен у совершенно чистого металла. Она очень ковка и тягуча, может быть прокатана в тонкие листы и вытянута в проволоку; хорошо обрабатывается на токарном станке. Медь является одним из лучших проводников тепла и электричества. Однако даже небольшие количества примесей значительно понижают как электропроводность, так и ковкость меди. [29]

Характерной особенностью металлов является их особый металлический блеск, объясняемый их способностью хорошо отражать свет. Между отражательной способностью металла, его электропроводностью и теплопроводностью существует определенный параллелизм: чем сильнее металл отражает свет, тем лучшим проводником тепла и электричества он является. Так, медь, серебро и золото отличаются наибольшей отражательной способностью, и они же являются лучшими проводниками тепла и электричества. [30]

Вещество плохо проводящее тепло или электрический ток

    Главная
  • Список секций
  • Физика
  • ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ РАЗЛИЧНЫХ ВЕЩЕСТВ

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ РАЗЛИЧНЫХ ВЕЩЕСТВ

  • Авторы
  • Руководители
  • Файлы работы
  • Наградные документы

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Проект разработан в соответствии со стандартом среднего общего образования по физике. При написании данного проекта рассмотрено изучение тепловых явлений, применение их в быту и технике. Помимо теоретического материала большое внимание уделено исследовательской работе – это опыты, которые отвечают на вопросы «Какими способами можно изменить внутреннюю энергию тела», «Одинаковая ли теплопроводность различных веществ», «Почему струи теплого воздуха или жидкости поднимаются вверх», «Почему тела с темной поверхностью нагреваются сильнее»; поиск и обработка информации, фотографий.Время работы над проектом: 1 – 1,5 месяца.Цели проекта:* практическая реализация имеющихся у школьников знаний о тепловыхявлениях;* формирование навыков самостоятельной исследовательской деятельности;* развитие познавательных интересов;* развитие логического и технического мышлений;* развитие способностей к самостоятельному приобретению новых знаний по физике в соответствии с жизненными потребностями и интересами ;

2. Основная часть.

2.1. Теоретическая часть

В жизни мы действительно ежедневно встречаемся с тепловыми явлениями. Однако не всегда мы задумываемся, что эти явления можно объяснить, если хорошо знать физику. На уроках физики мы познакомились со способами изменения внутренней энергии: теплопередачей и совершением работы над телом или самим телом. При контакте двух тел с разными температурами происходит передача энергии от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой. Этот процесс будет происходить до тех пор, пока температуры тел не сравняются (не наступит тепловое равновесие). При этом механическая работа не совершается. Процесс изменения внутренней энергии без совершения работы над телом или самим телом называется теплообменом или теплопередачей. При теплопередаче энергия всегда передается от более нагретого тела к менее нагретому. Обратный процесс самопроизвольно (сам по себе) никогда не происходит, т. е. теплообмен необратим. Теплообмен определяет или сопровождает многие процессы в природе: эволюцию звезд и планет, метеорологические процессы на поверхности Земли и др. Виды теплопередачи : теплопроводность, конвекция, излучение.

Читайте так же:
Тепловой пожарный извещатель не потребляющий тока

Теплопроводностью называется явление передачи энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым в результате теплового движения и взаимодействия частиц, из которых состоит тело.

Наибольшей теплопроводностью обладают металлы — она у них в сотни раз больше, чем у воды. Исключением являются ртуть и свинец, но и здесь теплопроводность в десятки раз больше, чем у воды.

При опускании металлической спицы в стакан с горячей водой очень скоро конец спицы становился тоже горячим. Следовательно, внутренняя энергия, как и любой вид энергии, может быть передана от одних тел к другим. Внутренняя энергия может передаваться и от одной части тела к другой. Так, например, если один конец гвоздя нагреть в пламени, то другой его конец, находящийся в руке, постепенно нагреется и будет жечь руку.

2.2. Практическая часть.

Изучим это явление, проделав ряд опытов с твердыми телами, жидкостью и газом.

Опыт №1

Взяли различные предметы: одну алюминевую ложку, другую деревянную, третью — пластмассовую, четвертую — из нержавеющего сплава, а пятую — серебряную. Прикрепили к каждой ложке каплями меда скрепки для бумаг. Вложили ложки в стакан с горячей водой, чтобы ручки со скрепками торчали из него в разные стороны. Ложки нагреются, и по мере нагревания мед будет плавиться и скрепки отпадут.

Конечно, ложки должны быть одинаковые по форме и размеру. Где нагревание произойдет быстрее, тот металл лучше проводит тепло, более теплопроводен. Для этого опыта я взял стакан с кипятком и четыре вида ложек: алюминиевую, серебряную, пластмассовую и нержавеющую. Я опускал их по одной в стакан и засекал время: за сколько минут она нагреется. Вот, что у меня получилось:

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector