Фізика 8 клас збірник задач - Леонід Кирик - 2016

ТЕПЛОВІ ЯВИЩА

3. Види теплообміну

Сильна тяга в печі взимку — на мороз.

Слабка тяга в печі — настає відлига, негода.

Народні прикмети

Приклад розв'язування задачі

Для ЧОГО потрібні подвійні віконні рами? Чи буде в приміщенні тепліше взимку, якщо проміжок між рамами значно збільшити?

Розв’язання. Подвійні рами дозволяють зменшити теплообмін між приміщенням і зовнішнім повітрям (теплові втрати). При цьому як теплоізоляційний матеріал використовують шар повітря між рамами. Теплопровідність повітря мала, тому потік тепла через шар нерухомого повітря теж малий. Якщо ж у шарі повітря виникнуть конвекційні потоки, втрати тепла значно зростуть: повітря між рамами підніматиметься поблизу внутрішнього скла, отримуючи від нього тепло, і «стікатиме» вниз уздовж зовнішнього скла, охолоджуючись при цьому. Поки проміжок між рамами невеликий, зустрічні повітряні потоки гальмують один одного. Якщо проміжок між рамами збільшити, конвекційні потоки можуть спричинити помітне збільшення теплових втрат.

Усна розминка

3.1. Які види теплообміну вам відомі? Наведіть приклади.

3.2. Які види теплообміну існують у природі?

3.3. Наведіть приклади матеріалів, що мають велику та низьку теплопровідність.

3.4. Які матеріали використовують як теплоізолятори? Наведіть приклади.

3.5. Чому сковороду виготовляють із металу, а ручку до неї — з деревини або пластмаси?

3.6. Наведіть приклади конвекції, що відбувається в природі.

3.7. Чому рідини та гази нагрівають знизу?

3.8. Які тіла краще поглинають енергію?

3.9. Якого кольору одяг рекомендують носити влітку, а якого — взимку?

3.10. Який вид теплообміну може відбуватися через вакуум?

Перший рівень

3.11. На рисунку зображено сталевий стрижень, до якого

воском прикріпили сірники. Якщо піднести до одного з кінців стрижня запалений пальник, сірники починають відпадати, причому раніше падають сірники, розташовані ближче до пальника. Поясніть, чому це відбувається.

3.12. В одному штативі закріпили кінець мідного стрижня, а в другому — кінець сталевого стрижня такого самого розміру. До кожного стрижня приліпили знизу воском кілька монеток і почали нагрівати вільні кінці стрижнів (див. Малюнок). Невдовзі віск почав плавитися, а монетки — відпадати від стрижнів. Причому першими відпали монетки, розташовані ближче до кінця стрижня, який нагрівають. Поясніть, чому це відбувається. Із якого боку закріплено мідний стрижень, а з якого — сталевий?

3.13. Поясніть із погляду фізики українські прислів’я: «Багато снігу — багато хліба» та «Зима зі снігами — літо з хлібами».

3.14. Під час сильних морозів птахи сидять настовбурчені1. Чому вони при цьому легше переносять холод?

3.15. Чому порівняно тонкий шар снігу запобігає вимерзанню озимих посівів? Чому мандрівники, освоюючи Крайню Північ, іноді будували тимчасове житло зі снігу (див. Малюнок)?

3.16. Чому батареї парового опалення розташовують унизу під вікнами?

3.17. Над запаленою свічкою пушинка швидко піднімається вгору. Чому?

3.18. Чому кава, чай, суп швидше охолоджуються, коли їх перемішують ложкою?

3.19. Чому в холодному приміщенні в нас насамперед мерзнуть ноги?

3.20. Яким чином повітря в кімнаті взимку охолоджується, коли відчиняють кватирку2?

3.21. Із якою метою на нафтобазах баки для зберігання палива фарбують у сріблястий колір?

3.22. Чому більшість тварин Крайньої Півночі має забарвлення білих кольорів, а мешканці лісової зони, у яких інше забарвлення (наприклад, заєць, білка), змінюють його взимку на біле або світліше?

3.23. Яку фотографію сплячого кота зробили за теплої погоди, а яку — за холодної? Обґрунтуйте свою відповідь.

Другий рівень

3.24. За якої температури і метал, і дерево здаватимуться на дотик однаково нагрітими?

3.25. Необхідно швидко охолодити пляшку з квасом. Куди для цього слід помістити пляшку: у сніг чи подрібнений лід, якщо їх температури однакові?

3.26. Поясніть із погляду фізики монгольське прислів’я: «Вода в чайнику кипить, а ручка в нього холодна».

3.27. Поясніть із погляду фізики японське прислів’я: «Швидко нагрівається — швидко остигає».

3.28. Знамениті оренбурзькі пухові хустки в’яжуть із пряжі, виробленої з найтонших волокон козячого пуху. Така хустка здається дуже тонкою, майже прозорою. Однак вона значно тепліша, ніж щільна вовняна хустка. Чому?

3.29. Для якнайшвидшого охолодження каструлі з компотом до кімнатної температури, господиня поставила її на лід. Чи правильно вона зробила?

3.30. У вірші Олександра Пушкіна «Кавказ» є такі рядки:

Орел, зо шпиля підлетівши стрімкого,

Ширяє недвижно зо Ліною врівні.

(Переклад М. Рильського)

Поясніть, чому орли, яструби, шуліки й інші великі птахи, що ширяють високо в небі, можуть довго триматися на одній висоті, не змахуючи при цьому крилами.

3.31. Вентилятори для очищення повітря зазвичай поміщають біля стелі. Чому?

3.32. На рисунку зображено схематично в розрізі три стіни, що забезпечують однакову теплоізоляцію — цегляну, дерев’яну та зроблену з пінопласту.

Проясніть, чому настільки сильно відрізняється товщина стін.

Третій рівень

3.33. Поясніть, чому деякі види птахів (тетеруки, глухарі, рябчики тощо) зариваються в сніжні замети і там проводять іноді по кілька діб.

3.34. Чому в кімнаті за температури 15 °С нам тепліше, ніж у воді за температури 20 °С?

3.35. За тихої погоди дим із труби будинку піднімається вертикально вгору, а із труби паровоза, що рухається, стелиться над поїздом. Чому?

3.36. Чому на космічних кораблях треба примусово циркулювати повітря?

3.37. Відомо, що струмінь повітря від вентилятора приносить улітку прохолоду. Чи можна таким способом зберегти морозиво у твердому стані?

3.38. Чи варто очікувати вночі заморозків, якщо день був ясним, а ввечері небо затягло хмарами?

3.39. Лопаті гвинта літака з боку, оберненого до кабіни льотчика, фарбують у чорний колір. Для чого це роблять?

3.40. В українському прислів’ї йдеться: «Запитав би в гусака, чи не мерзнуть лапки». Чому гусаки, куріпки й інші птахи взимку ходять по снігу й не мерзнуть?

3.41. Вітер виникає внаслідок конвекційних потоків в атмосфері. Чому вітряні двигуни є екологічно чистими джерелами енергії?

_____________________________

1 Настовбурчений — із піднятим уверх пір’ям.

2 Кватирка — шибка у вікні, вставлена в раму, яку можна відчиняти для провітрювання приміщення.





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити