Физические явления в физике тепловые. Тепловые явления примеры использования в быту

Давайте рассмотрим, какие тепловые явления можно наблюдать субботним утром прохладного сентября.

Итак, рано проснувшись и приняв душ, мы сушим волосы потоком сухого горячего воздуха, создаваемого электрическим феном (испарение ).

Затем для комфорта включаем электрический камин, который дает дополнительное тепло (излучение) в том месте комнаты, где установлено наше любимое кресло. Конвекция происходит в комнате, когда включено отопление. Горячий воздух от батареи или камина поднимается, а холодный опускается.

Мы садимся в это кресло, укрывшись пушистым одеялом (закон теплопроводности ) и пьем горячий шоколад из кружки, материал которой плохо проводит тепло (опять закон теплопроводности ). А для нагревания воды мы использовали чайник.

Посмотрев по сторонам, мы делаем следующие выводы – дом построен по законам тепловых явлений, начиная с выбора материалов и заканчивая грамотным установлением систем теплоснабжения и вентиляции. Представьте только, если бы форточки находились внизу – да их удобно было бы открывать, но вот проветрить помещение было бы очень сложно. Материалы для стен домов используют пористые, чтобы воздух предохранял дом от перепадов температур.

А заглянув в кухню – мы увидим множество примеров тепловых явлений.

Практически во всех технологических процессах приготовления пищи можно наблюдать, как происходит теплопередача от одного продукта к другому, от плиты или печи к кастрюле или другой емкости.

В процессе нагревания будут принимать участие все три вида теплопередачи: от огня к сосуду – излучение, сквозь стенки сосуда к воде – теплопроводность, а сама вода прогревается путём конвекции.

Теплопроводность: Применение веществ с малой теплопроводностью: если возникает необходимость предохранить тело от охлаждения или нагревания, то применяют вещества с малой теплопроводностью. Так, для кастрюль, сковородок ручки изготовляют из пластмассы или другого сплава, обладающего малой теплопроводностью. У толстых, массивных чугунных сковородок дно прогревается более равномерно, чем у сделанных из тонкой стали. Те участки дна стальной посуды, которые располагаются непосредственно над огнём, прогреваются особенно сильно, и на них пища часто пригорает. Именно поэтому хозяйки выбирают сковородки с толстым дном, как правило, чугунные. Из походной алюминиевой кружки очень сложно пить горячий чай, а вот современный фаянс прекрасно справляется с этой задачей. Вы также знаете, что если в горячий чай опустить холодную ложку, через некоторое время она нагреется. При этом чай отдаст часть своего тепла не только ложке, но и окружающему воздуху

Конвекция: Пищу готовят на плитах. Тёплый воздух от плит, от приготовленных блюд поднимается вверх, а холодный опускается вниз. При работе вентилятора наблюдается и вынужденная конвекция.

Излучение. Излучают энергию все тела: и сильно и слабо нагретые. Тела с тёмной поверхностью лучше поглощают и излучают энергию, чем тела, имеющие светлую поверхность. Так, в светлом чайнике горячая вода дольше сохраняет высокую температуру, чем в тёмном. Эти знания помогают экономить на электричестве при выборе посуды.

Вода на кухне присутствует во всех трёх состояниях: в газообразном – когда вода кипит, в жидком – когда в ней варят продукты, в твёрдом – в виде кубиков льда для напитков.

Плавление: Настоящий шоколад тает во рту – температура плавления какао масла близка к температуре плавления человеческого тела.

Испарение: Свойство уксуса – испаряясь, уничтожать резкие, неприятные запахи, — удобно использовать на кухне. Если налить на сковороду немного уксуса и поставить её на слабый огонь, то чад, запах жира, рыбы, чеснока скоро улетучится. Чтобы избавиться от неприятного запаха при варке капусты, нужно накрыть кастрюлю тряпкой, смоченной уксусом, а сверху — крышкой. В хлебнице, в столе, в подвесном шкафчике таким же образом можно избавиться от неприятного запаха залежалого хлеба.

Кипение: на кипении основано приготовление пищи в пароварках и мультиварках.

Подойдя к окну – мы также можем наблюдать очень много тепловых явлений.

Например, летом идёт дождь а зимой снег. Образуется роса на листьях. Появляется туман.

Испокон веков человечество пыталось логично объяснить различные электрические явления, примеры которых они наблюдали в природе. Так, в древности молнии считались верным признаком гнева богов, средневековые мореплаватели блаженно трепетали перед огнями святого Эльма, а наши современники чрезвычайно боятся встречи с шаровыми молниями.

Всё это — электрические явления. В природе всё, даже мы с вами, несёт в себе Если объекты с большими зарядами разной полярности сближаются, то возникает физическое взаимодействие, видимым результатом которого становится окрашенный, как правило, в жёлтый или фиолетовый цвет поток холодной плазмы между ними. Её течение прекращается, как только заряды в обоих телах уравновешиваются.

Самые распространённые электрические явления в природе — молнии. Ежесекундно в поверхность Земли их ударяет несколько сотен. Молнии выбирают своей целью, как правило, отдельностоящие высокие объекты, поскольку, согласно физическим законам, для передачи сильного заряда требуется кратчайшее расстояние между грозовым облаком и поверхностью Земли. Чтобы обезопасить здания от попадания в них молний, их хозяева устанавливают на крышах громоотводы, которые представляют собой высокие металлические конструкции с заземлением, что при попадании молний позволяет отводить весь разряд в почву.

Ещё одно электрическое явление, природа которого очень долгое время оставалась неясной. Имели с ним дело в основном моряки. Проявляли огни себя следующим образом: при попадании корабля в грозу вершины его мачт начинали полыхать ярким пламенем. Объяснение явлению оказалось очень простым — основополагающую роль играло высокое напряжение электромагнитного поля, что всякий раз наблюдается перед началом грозы. Но не только моряки могут иметь дело с огнями. Пилоты крупных авиалайнеров также сталкивались с этим явлением, когда пролетали сквозь облака пепла, подброшенного в небо извержениями вулканов. Огни возникают от трения частиц пепла об обшивку.

И молнии, и огни святого Эльма — это электрические явления, которые видели многие, а вот с столкнуться удавалось далеко не каждому. Их природа так и не изучена до конца. Обычно очевидцы описывают шаровую молнию как яркое светящееся образование шарообразной формы, хаотично перемещающееся в пространстве. Три года назад была выдвинута теория, которая поставила под сомнение реальность их существования. Если ранее считалось, что разнообразные шаровые молнии — это электрические явления, то теория предположила, что они являются не чем иным, как галлюцинациями.

Есть ещё одно явление, имеющее электромагнитную природу — северное сияние. Оно возникает вследствие воздействия солнечного ветра на верхние Северное сияние похоже на всполохи самых разных цветов и фиксируется, как правило, в довольно высоких широтах. Есть, конечно, и исключения — если достаточно высока, то сияние могут видеть в небе и жители умеренных широт.

Электрические явления являются довольно интересным объектом исследования для физиков по всей планете, так как большинство из них требует подробного обоснования и серьёзного изучения.

Жизнь человека тесно связана с теп-ловыми явлениями . Он встречается с их проявлениями так же часто, как и с меха-ническими. Это — нагревание или охлажде-ние тел, зависимость их свойств от темпе-ратуры , изменение агрегатных состояний ве-щества и т. п. Поэтому с давних времен человечество старалось познать «тайну» теп-ловых явлений , объяснить их природу, ис-пользовать их в повседневной жизни. Сог-ласно древнегреческому мифу, Прометей был прикован к скале и обречен на вечные страдания за то, что похитил огонь с Олим-па и передал его людям.

Тепловые явления и процессы связаны с передачей и превра-щением энергии, обусловливаю-щими изменение температуры тел или переход вещества из одного агрегатного состояния в другое.

Сложилось так, что природа тепловых явлений объясняется в физике двумя спо-собами, взаимно дополняющими друг дру-га. Один из способов — так называемый термодинамический подход, который основывается на обобще-нии многовекового опыта наблюдений за протеканием тепловых явлений и процес-сов, и на формулировании общих прин-ципов их протекания. Термодинамический подход рассматривает теплоту с позиций макроскопических свойств вещества — дав-ления, температуры, объема, плотности и т. п. Он есть описательным способом изу-чения тепловых явлений, поскольку не прибегает к выяснению сути теплового движения. Другой способ — молекулярно-кинетическая теория вещества.

Термодинамика — это теория теплоты, которая объясняет природу тепловых явлений, не учитывая при этом молекуляр-ного строения вещества.

Материал с сайта

В истории физики развитие представле-ний о природе теплоты происходило в по-стоянном противостоянии приверженцев тер-модинамического и молекулярно-кинетического подходов к объяснению тепловых яв-лений . Первые аргументировали преимущест-ва термодинамики относительной простотой описания тепловых явлений и процессов, особенно в расчетах технических устройств, выполняющих механическую работу за счет теплоты.

Законы термодинамики проще, чем молекулярно-кинетическая теория объясняют тепловые явления и процессы , однако требуют экс-периментального определения отдельных величин (например, теплоемкости)

На этой странице материал по темам:

• Для чего нужна термодинамика в жизни обычных людей примеры явлений

• Механика кратко

• Тепловые явления тепловое движение объяснения с примерами

• Тепловые явления в древнегреческих мифах

• Физика тепловые явления в повседневной жизни

Вопросы по этому материалу:

Физика. Постсопровождение мартовской образовательной программы: Программа курса

Этот дистанционный курс поможет школьникам продолжить интенсивный темп занятий по физике, заданный на очной программе.

Курс состоит из учебных модулей, каждый из которых посвящен отдельной теме. Внутри каждого модуля есть:

– видео с кратким конспектом, где обсуждается теория и разбираются примеры решения задач,
– упражнения с автоматической проверкой, позволяющие понять, как усвоены соответствующую теоретические блоки,
– задачи для самостоятельного решения, которые не учитываются в прогрессе и не идут в зачет по модулю, но позволяют качественно повысить свой уровень. 

У учебных модулей нет дедлайнов — проходить их можно в любой момент.

Важнейшей частью обучения является дополнительный раздел «Задачный практикум». Решения учеников проверяются преподавателями. В этом конкурсе присутствует и соревновательный мотив (кто заработает больше баллов за интересное оригинальное решение), и познавательный: подробные комментарии преподавателей, указывающие на недочеты в решении задач, помогают участникам курса освоить новые разделы математики и попрактиковаться в старых. Участие в дополнительном разделе учитывается во время промежуточной аттестации.

На протяжении учебы запланировано несколько промежуточных аттестаций. Для прохождения промежуточной аттестации необходимо выполнить хотя бы одно из двух условий:

– пройти не менее 70% занятий, опубликованных в системе не позже чем за неделю до аттестации (количество зачтенных модулей всегда можно увидеть в правом верхнем углу на главной странице курса),
– набрать не менее половины баллов за задачи раздела «Задачный практикум», завершенных в системе к моменту аттестации.

Не прошедшие промежуточную аттестацию не смогут получить зачет. 

Получившие зачет и зачет с отличием награждаются сертификатами, дипломами и призами. Зачет и зачет с отличием влияют на участие в дальнейших курсах дистанционной системы и могут учитываться при отборе на последующие очные образовательные программы Центра «Сириус».

Физические явления механические примеры таблица. Тепловые явления. Термодинамический способ объяснения

Жизнь человека тесно связана с теп-ловыми явлениями . Он встречается с их проявлениями так же часто, как и с меха-ническими. Это — нагревание или охлажде-ние тел, зависимость их свойств от темпе-ратуры , изменение агрегатных состояний ве-щества и т. п. Поэтому с давних времен человечество старалось познать «тайну» теп-ловых явлений , объяснить их природу, ис-пользовать их в повседневной жизни. Сог-ласно древнегреческому мифу, Прометей был прикован к скале и обречен на вечные страдания за то, что похитил огонь с Олим-па и передал его людям.

Тепловые явления и процессы связаны с передачей и превра-щением энергии, обусловливаю-щими изменение температуры тел или переход вещества из одного агрегатного состояния в другое.

Сложилось так, что природа тепловых явлений объясняется в физике двумя спо-собами, взаимно дополняющими друг дру-га. Один из способов — так называемый термодинамический подход, который основывается на обобще-нии многовекового опыта наблюдений за протеканием тепловых явлений и процес-сов, и на формулировании общих прин-ципов их протекания. Термодинамический подход рассматривает теплоту с позиций макроскопических свойств вещества — дав-ления, температуры, объема, плотности и т. п. Он есть описательным способом изу-чения тепловых явлений, поскольку не прибегает к выяснению сути теплового движения. Другой способ — молекулярно-кинетическая теория вещества.

Термодинамика — это теория теплоты, которая объясняет природу тепловых явлений, не учитывая при этом молекуляр-ного строения вещества. Материал с сайта

В истории физики развитие представле-ний о природе теплоты происходило в по-стоянном противостоянии приверженцев тер-модинамического и молекулярно-кинетического подходов к объяснению тепловых яв-лений . Первые аргументировали преимущест-ва термодинамики относительной простотой описания тепловых явлений и процессов, особенно в расчетах технических устройств, выполняющих механическую работу за счет теплоты.

Законы термодинамики проще, чем молекулярно-кинетическая теория объясняют тепловые явления и процессы , однако требуют экс-периментального определения отдельных величин (например, теплоемкости)

На этой странице материал по темам:

• Для чего нужна термодинамика в жизни обычных людей примеры явлений

• Механика кратко

• Тепловые явления тепловое движение объяснения с примерами

• Тепловые явления в древнегреческих мифах

• Физика тепловые явления в повседневной жизни

Вопросы по этому материалу:

Испокон веков человечество пыталось логично объяснить различные электрические явления, примеры которых они наблюдали в природе. Так, в древности молнии считались верным признаком гнева богов, средневековые мореплаватели блаженно трепетали перед огнями святого Эльма, а наши современники чрезвычайно боятся встречи с шаровыми молниями.

Всё это — электрические явления. В природе всё, даже мы с вами, несёт в себе Если объекты с большими зарядами разной полярности сближаются, то возникает физическое взаимодействие, видимым результатом которого становится окрашенный, как правило, в жёлтый или фиолетовый цвет поток холодной плазмы между ними. Её течение прекращается, как только заряды в обоих телах уравновешиваются.

Самые распространённые электрические явления в природе — молнии. Ежесекундно в поверхность Земли их ударяет несколько сотен. Молнии выбирают своей целью, как правило, отдельностоящие высокие объекты, поскольку, согласно физическим законам, для передачи сильного заряда требуется кратчайшее расстояние между грозовым облаком и поверхностью Земли. Чтобы обезопасить здания от попадания в них молний, их хозяева устанавливают на крышах громоотводы, которые представляют собой высокие металлические конструкции с заземлением, что при попадании молний позволяет отводить весь разряд в почву.

Ещё одно электрическое явление, природа которого очень долгое время оставалась неясной. Имели с ним дело в основном моряки. Проявляли огни себя следующим образом: при попадании корабля в грозу вершины его мачт начинали полыхать ярким пламенем. Объяснение явлению оказалось очень простым — основополагающую роль играло высокое напряжение электромагнитного поля, что всякий раз наблюдается перед началом грозы. Но не только моряки могут иметь дело с огнями. Пилоты крупных авиалайнеров также сталкивались с этим явлением, когда пролетали сквозь облака пепла, подброшенного в небо извержениями вулканов. Огни возникают от трения частиц пепла об обшивку.

И молнии, и огни святого Эльма — это электрические явления, которые видели многие, а вот с столкнуться удавалось далеко не каждому. Их природа так и не изучена до конца. Обычно очевидцы описывают шаровую молнию как яркое светящееся образование шарообразной формы, хаотично перемещающееся в пространстве. Три года назад была выдвинута теория, которая поставила под сомнение реальность их существования. Если ранее считалось, что разнообразные шаровые молнии — это электрические явления, то теория предположила, что они являются не чем иным, как галлюцинациями.

Есть ещё одно явление, имеющее электромагнитную природу — северное сияние. Оно возникает вследствие воздействия солнечного ветра на верхние Северное сияние похоже на всполохи самых разных цветов и фиксируется, как правило, в довольно высоких широтах. Есть, конечно, и исключения — если достаточно высока, то сияние могут видеть в небе и жители умеренных широт.

Электрические явления являются довольно интересным объектом исследования для физиков по всей планете, так как большинство из них требует подробного обоснования и серьёзного изучения.

Давайте рассмотрим, какие тепловые явления можно наблюдать субботним утром прохладного сентября.

Итак, рано проснувшись и приняв душ, мы сушим волосы потоком сухого горячего воздуха, создаваемого электрическим феном (испарение ).

Затем для комфорта включаем электрический камин, который дает дополнительное тепло (излучение) в том месте комнаты, где установлено наше любимое кресло. Конвекция происходит в комнате, когда включено отопление. Горячий воздух от батареи или камина поднимается, а холодный опускается.

Мы садимся в это кресло, укрывшись пушистым одеялом (закон теплопроводности ) и пьем горячий шоколад из кружки, материал которой плохо проводит тепло (опять закон теплопроводности ). А для нагревания воды мы использовали чайник.

Посмотрев по сторонам, мы делаем следующие выводы – дом построен по законам тепловых явлений, начиная с выбора материалов и заканчивая грамотным установлением систем теплоснабжения и вентиляции. Представьте только, если бы форточки находились внизу – да их удобно было бы открывать, но вот проветрить помещение было бы очень сложно. Материалы для стен домов используют пористые, чтобы воздух предохранял дом от перепадов температур.

А заглянув в кухню – мы увидим множество примеров тепловых явлений.

Практически во всех технологических процессах приготовления пищи можно наблюдать, как происходит теплопередача от одного продукта к другому, от плиты или печи к кастрюле или другой емкости.

В процессе нагревания будут принимать участие все три вида теплопередачи: от огня к сосуду – излучение, сквозь стенки сосуда к воде – теплопроводность, а сама вода прогревается путём конвекции.

Теплопроводность: Применение веществ с малой теплопроводностью: если возникает необходимость предохранить тело от охлаждения или нагревания, то применяют вещества с малой теплопроводностью. Так, для кастрюль, сковородок ручки изготовляют из пластмассы или другого сплава, обладающего малой теплопроводностью. У толстых, массивных чугунных сковородок дно прогревается более равномерно, чем у сделанных из тонкой стали. Те участки дна стальной посуды, которые располагаются непосредственно над огнём, прогреваются особенно сильно, и на них пища часто пригорает. Именно поэтому хозяйки выбирают сковородки с толстым дном, как правило, чугунные. Из походной алюминиевой кружки очень сложно пить горячий чай, а вот современный фаянс прекрасно справляется с этой задачей. Вы также знаете, что если в горячий чай опустить холодную ложку, через некоторое время она нагреется. При этом чай отдаст часть своего тепла не только ложке, но и окружающему воздуху

Конвекция: Пищу готовят на плитах. Тёплый воздух от плит, от приготовленных блюд поднимается вверх, а холодный опускается вниз. При работе вентилятора наблюдается и вынужденная конвекция.

Излучение. Излучают энергию все тела: и сильно и слабо нагретые. Тела с тёмной поверхностью лучше поглощают и излучают энергию, чем тела, имеющие светлую поверхность. Так, в светлом чайнике горячая вода дольше сохраняет высокую температуру, чем в тёмном. Эти знания помогают экономить на электричестве при выборе посуды.

Вода на кухне присутствует во всех трёх состояниях: в газообразном – когда вода кипит, в жидком – когда в ней варят продукты, в твёрдом – в виде кубиков льда для напитков.

Плавление: Настоящий шоколад тает во рту – температура плавления какао масла близка к температуре плавления человеческого тела.

Испарение: Свойство уксуса – испаряясь, уничтожать резкие, неприятные запахи, — удобно использовать на кухне. Если налить на сковороду немного уксуса и поставить её на слабый огонь, то чад, запах жира, рыбы, чеснока скоро улетучится. Чтобы избавиться от неприятного запаха при варке капусты, нужно накрыть кастрюлю тряпкой, смоченной уксусом, а сверху — крышкой. В хлебнице, в столе, в подвесном шкафчике таким же образом можно избавиться от неприятного запаха залежалого хлеба.

Кипение: на кипении основано приготовление пищи в пароварках и мультиварках.

Подойдя к окну – мы также можем наблюдать очень много тепловых явлений.

Например, летом идёт дождь а зимой снег. Образуется роса на листьях. Появляется туман.

Задачи 8 класс по теме » Тепловые явления»

8 класс № 1. Какое количество теплоты необходимо, чтобы нагреть водоем объемом 300м3 на 1000С?	8 класс Задачи по теме «Тепловые явления»
8 класс № 2. Какое количество теплоты потребуется для того, чтобы 15 см3 воды нагреть на 1 0С?	8 класс № 3. Стакан воды ( 250 гр) при температуре 90 0С остыл до 40 0С. Какое количество теплоты выделится при этом?
8 класс № 4. Какое количество теплоты нужно, чтобы 400 г воды при температуре 200С довести до температуры 300С?	8 класс № 5. Определите температуру смеси 50 г воды, взятой при температуре 80 0С, и 150 г воды при температуре 15 0С.
8 класс № 6. Какую массу древесного угля нужно сжечь, чтобы выделилось столько энергии, сколько при сгорании бензина, объем которого равен 4 л?	8 класс № 7. Какое количество теплоты необходимо для того, чтобы расплавить 1 т железа, взятого при температуре 10 0С?
8 класс № 8. 200г воды, температура которой была 15 0С, нагрели до 20 0С. Какое количество теплоты получила вода?	8 класс № 9. В плавильную печь загрузили 2000 кг чугуна, взятого при температуре 200С. Какое количество теплоты затрачено в ней на его плавление? Сколько льда взятого при температуре 00С, можно было бы расплавить за счет этого количества теплоты?
8 класс № 10. Какое количество теплоты требуется для того, чтобы расплавить 10 см3 свинца, взятого при температуре 200С?	8 класс № 11. Вычислите, на сколько градусов нагреется 500 г воды, если в эту воду опустить 500 г меди, которая остывает в воде от 80 до 17 0С?
8 класс № 12. 300 г воды, температура которой была 40 0С, остыло до 20 0С. На сколько, уменьшилась внутренняя энергия воды?	8 класс № 13 В каком случае требуется большее количество теплоты и на сколько: на плавление 1 г меди и 1 г серебра, если тот и другой металлы до нагревания имели температуру 20 0C ?
8 класс № 14. Масса заряда пороха в патроне пулемета равна 3,2 г. Какое количество теплоты выделится при каждом выстреле?	8 класс № 15 Сколько надо долить воды при 200С в 3 л воды при 60 0С, чтобы получить воду при 40 0С?
8 класс № 16. 500 гр воды при температуре 20 0С сообщили 20,95 кДж теплоты. Какой стала температура воды ?	8 класс № 17. При полном сгорании древесного угля выделилось 40800 кДж энергии. Какая масса угля сгорела?
8 класс № 18. 2500 г воды нагрели от 15 до 35 0С. Какое количество теплоты для этого потребовалось?	8 класс № 19. Сколько теплоты выделится при полном сгорании керосина, объем которого равен 4 л; нефти, масса которой равна 3,5 т?
8 класс № 20. 500 г воды при температуре 20 0С сообщили 20,95 кДж теплоты. Какой стала температура воды?	8 класс № 21. Какова мощность потока воды, падающая с высоты 25 м? Расход воды в каждую минуту составляет 120 м3.
8 класс № 22. Какое количество воды можно нагреть на 100С, сообщив ей 84 кДЖ теплоты?	8 класс № 23. Какое количество теплоты выделится при полном сгорании бензина массой 5 кг?
8 класс № 24. Какое количество теплоты требуется для нагревания 250 гр воды на 5 0С?	8 класс № 25. На нагревание свинца массой 1 кг на 100 0С расходуется количество теплоты, равное 13000 Дж. Определите удельную теплоемкость свинца. Сравните ее значение с табличными.
8 класс № 26. До какой температуры остынут 5 л кипятка, взятого при температуре 1000С, отдав в окружающее пространство 1680 кДж энергии?	8 класс № 27. Температура латунной детали массой 0,2 кг равна 365 0С. Какое количество теплоты она передаст окружающим телам, охлаждаясь до температуры 15 0С?
8 класс № 28 Какое количество теплоты выделится при полном сгорании 100 кг карагандинского угля? q =2,7 * 107	8 класс № 29. Какое количество теплоты требуется для нагревания 250 гр воды на 5 0С. С =4200 Дж/кг 0С
8 класс № 30. До какой температуры нагревается вода объемом 4 л, если она получит количество теплоты, равное 168 кДж. С= 4200 Дж/кг0С	Составила учитель физики Вейман Н.Н.

Решение задач по теме «Тепловые явления»

Цели урока.

Повторить и обобщить материал по теме урока.

Проверить качество усвоения теоретического материала, а также знаний, умений и навыков в решении тестовых задач, заданных графическим и табличным способами.

Развивать навыки самостоятельной работы.

Продемонстрировать формирование волевых качеств учащихся, доброжелательному общению и взаимопомощи.

Подготовка к ГИА.

Вид урока: урок обобщения и повторения.

Тип урока: комбинированный.

Формы и методы работы: беседа, презентация, фронтальная и индивидуальная работа.

Оборудование: мультимедийный проектор, интерактивная доска, карточки с заданиями и таблицами на партах, сигнальные карточки.

Ход урока

Организационный момент (взаимное приветствие учителя и учащихся, проверка подготовленности учащихся к уроку, организация внимания). (Слайд 1. Презентация)

Про теплоту начнем рассказ, Все вспомним, обобщим сейчас, Мы сегодня повторим, И задачи все решим: На процессы испарения, Нагревания и плавления. Пусть орешек знаний тверд, Как зимою в стужу лед. Ваши знания и труд В порошок все перетрут!

Пожелаем друг другу удачи.

Учитель: Чем мы занимались на предыдущих уроках? Выводили формулы, знакомились с различными тепловыми процессами. А зачем нам надо знать формулы? Как вы думаете, какие цели урока мы сегодня поставим? (Слайд 2)

Учитель: Сегодня на уроке, ребята, нам предстоит вспомнить и закрепить понятия, связанные с изменением агрегатных состояний вещества, решить различного вида задачи. Работа предстоит большая и интересная, и я надеюсь, что вы с ней прекрасно справитесь. Для начала посмотрим на смайлики и определим свое настроение. (На доске смайлики).

Урок проходит под девизом: “Мало знать – надо уметь применять” Р. Декарт

(Слайд 3).

Этапы урока.

1. Повторение основных понятий и процессов по теме “Тепловые явления”.
2. Тест.
3. Решение задач.
4. Самостоятельная работа.

1. Учитель: А теперь давайте повторим основные понятия и процессы по изученной теме: “Тепловые явления” (используя график зависимости температуры вещества от времени, ответим устно на вопросы).

Решение графической задачи №1 (Слайд 4)

Вещество — вода 1. Нагревание льда Q= cm(t2-t1) 2. Плавление льда Q = m 3. нагревание воды Q= cm( t2-t1) 4. парообразование Q= Lm 5. Q = Q1+ Q2 +Q3 +Q4

Вопросы к графику.

Какие процессы изображены на графике?
Что называется плавлением? Удельная теплота плавления – что это?
Назвать формулы для расчета количества теплоты на соответствующих участках графика.
Какому процессу соответствует 4 участок графика? Температура кипения?
По графику определить вещество и количество теплоты, которое необходимо затратить, чтобы перевести данное вещество из состояния I в состояние 4.

Решение графической задачи №2. (Слайд 5)

1. Какие процессы мы наблюдаем на этом графике? 2. Определите, какое это вещество? а) серебро; б) золото; в) олово. 3. Какова начальная температура? а) 0°C ; б) -30°C ; в) 20°C . 4. Сколько времени шёл процесс плавления? а) 10 мин.; б) 20 мин.; в) 30 мин.

Найди соответствие. (Слайд 6)

Учащимся предлагается найти продолжение фразы из первого столбика во втором. (На интерактивной доске правильные ответы соединить стрелками).

В процессе плавления кристаллического вещества

1. Увеличивается температура…

При испарении внутренняя энергия испаряющей

2. Не изменяется жидкости…

Внутренняя энергия вещества в процессе плавления…

3. Уменьшается…

С увеличением внешнего давления температура кипения жидкости…

Параллельно с устными ответами слабым учащимся индивидуально даются карточки. (Приложение 1).

2. Самостоятельная работа (на партах учащиеся берут карточки с тестами и перфокартами, выполняют задание). (Приложение 2). (Слайд 7)

Быстро сдаем работы по вариантам для проверки и получаем назад для самопроверки и самооценки.

3. Физминутка.

4. Учитель: А теперь давайте потрудимся. Решаем у доски задачи.

Задача №1. (Слайд 8)

.

На рисунке приведен график зависимости температуры твердого тела от отданного им количества теплоты. Масса тела 5 кг. Какова удельная теплоемкость вещества этого тела?

1)  1700 Дж/кг*град;        
2)  1800 Дж/кг*град;        
3)  1680 Дж/кг*град;        
4)   900 ДЖ/кг*град.

Задача №2. (Слайд 9)

Какое количество теплоты потребуется для превращения 500 г спирта, взятого при температуре 20⁰ С, в пар?

1) 450 Дж; 2) 72,5 кДж; 3) 450 кДж; 4) 522,5 кДж.

5. Самостоятельная работа. (Приложение 3). (Слайд 10).

6. Итог урока. Сбор выполненных работ, объявление оценок за урок.

7. Рефлексия. Посмотрите на смайлики, какое у вас теперь настроение?

8. Домашнее задание: (подготовиться к контрольной работе)

Повторить формулы для расчёта количества теплоты для различных процессов.

Выполнить решение задач, которые вы найдете у себя на парте (по вариантам).

Дополнительное задание:

На дворе переполох:
С неба сыплется горох
Съела шесть горошин Нина,
У нее теперь ангина.

Учитель. Что это за явление? (Град)

Какую энергию истратил организм Нины на плавление и нагревание шести градин до нормальной температуры тела, если масса градины 1 г, а температура 0⁰С? (2 962,3 Дж).

Тепловые явления | Архив | Аргументы и Факты

Нагревание и охлаждение, испарение и кипение, плавление и отвердевание, конденсация — все это примеры тепловых явлений.

Основной источник тепла на Земле — Солнце. Но, кроме того, люди используют много искусственных источников тепла: костер, печку, водяное отопление, газовые и электрические нагреватели и т.д.

Ответить на вопрос, что такое теплота, удалось не сразу. Лишь в XVIII веке стало ясно, что все тела состоят из молекул, что молекулы движутся и взаимодействуют друг с другом. Тогда ученые поняли, что теплота связана со скоростью движения молекул. При нагревании тел скорость молекул увеличивается, а при охлаждении — уменьшается.

Вы знаете, что если в горячий чай опустить холодную ложку, через некоторое время она нагреется. При этом чай отдаст часть своего тепла не только ложке, но и окружающему воздуху. Из примера ясно, что тепло может передаваться от тела более нагретого к телу менее нагретому. Существует три способа передачи теплоты — теплопроводность, конвекция, излучение.

Нагревание ложки в горячем чае — пример теплопроводности. Все металлы обладают хорошей теплопроводностью.

Конвекцией передается тепло в жидкостях и газах. Когда мы нагреваем воду в кастрюле или чайнике, сначала прогреваются нижние слои воды, они становятся легче и устремляются вверх, уступая место холодной воде. Конвекция происходит в комнате, когда включено отопление. Горячий воздух от батареи поднимается, а холодный опускается. Но ни теплопроводностью, ни конвекцией невозможно объяснить, как, например, далекое от нас Солнце нагревает Землю. В этом случае тепло передается через безвоздушное пространство излучением (тепловыми лучами).

Для измерения температуры используется термометр. Вы обычно пользуетесь комнатными или медицинскими термометрами.

Когда говорят о температуре по Цельсию, то имеют в виду шкалу температур, в которой 0°С соответствует температуре замерзания воды, а 100°С — точка ее кипения.

В некоторых странах (США, Великобритания) используют шкалу Фаренгейта. В ней 212°F соответствуют 100°С. Перевод температуры из одной шкалы в другую не очень простой, но в случае необходимости каждый из вас сможет его выполнить самостоятельно. Чтобы перевести температуру по шкале Цельсия в температуру по шкале Фаренгейта, необходимо умножить температуру по Цельсию на 9, разделить на 5 и прибавить 32. Чтобы сделать обратный переход, из температуры по Фаренгейту необходимо вычесть 32, умножить остаток на 5 и разделить на 9.

В физике и астрофизике часто используют еще одну шкалу — шкалу Кельвина. В ней за 0 принята самая низкая температура в природе (абсолютный нуль). Она соответствует -273°С. Единица измерения в этой шкале — Кельвин (К). Чтобы перевести температуру по Цельсию в температуру по Кельвину, к градусам по Цельсию надо прибавить 273. Например, по Цельсию 100°, а по Кельвину 373 К. Для обратного перевода надо вычесть 273. Например, 0 К это -273°С.

Полезно знать, что температура на поверхности Солнца — 6000 К, а внутри — 15 000 000 К. Температура в космическом пространстве вдали от звезд близка к абсолютному нулю.

Думаем, что вас не нужно убеждать в том, как важны тепловые явления. Знания о них помогают людям конструировать обогреватели для домов, тепловые двигатели (двигатели внутреннего сгорания, паровые турбины, реактивные двигатели и т. д.), предсказывать погоду, плавить металл, создавать теплоизоляционные и термостойкие материалы, которые используются всюду — от постройки домов до космических кораблей.

Смотрите также:

Интеллектуальные задачи по физике. Тест по теме «Тепловые явления или физика в походе».

Контрольный тест по теме «Тепловые явления или физика в походе».

Пояснительная записка.

Тема	«Тепловые явления или физика в походе».
Класс	8 класс
Цель	организация проверки предметных знаний, умений применять эти знания при объяснении и решении задач.
Время выполнения	30 мин.
Предмет	Физика
Спецификация теста	Контрольный тест проводится в 8 классе после изучении темы «Тепловые явления». Этот тест состоит из 3 частей и содержит разные типы заданий. Основные вопросы теста связаны с тепловыми процессами, которые очень часто встречаются в нашей жизни, во время походов, путешествий. Контроль, закрепление, коррекция этого очень насыщенного материала требует разбора вопросов и упражнений, ориентированных, во-первых, на знание основных понятий и терминов, во-вторых, на оперативное владение ими. Поэтому в тесте содержатся тестовые задания с выбором ответа, задания на соответствие, задания по предложенному тексту, задания с развернутым ответом. Благодаря разнообразным по виду и сложности задачам проверяется уровень усвоения основных понятий и знаний, по данной теме.
Критерии оценивания	Часть 1. Вопрос №1- 5 — по 2 балла. Часть 2. Вопрос №1 — 5 — по 1баллу за каждый правильный ответ. Часть 3. 3.1. Вопрос №1- 5 – по 1 баллу. 3.2. Вопрос №1- 5 – по 1 баллу. 3.3.Вопрос №1- 5 — по 1 балла. 3.4. Вопрос №1- 3 – по 2 балла, если все правильно, 1 балл, если есть ошибка. 3.5. Вопрос №1- 2 по 2 балла, если все правильно, 1 балл, если есть ошибка. 3.6. Вопрос №1- 5 по 2 балла, если все правильно, 1 балл, если есть ошибка. Итого: 50 баллов за всю тестовую работу.

Рекомендуемые примерные оценки.

Выполнено	0 — 21	22 — 34	35 — 45	46 — 50
Оценка	«2»	«3»	«4»	«5»

Контрольный тест «Тепловые явления или физика в походе».

Часть 1.

Поход – прекрасный и активный вид отдыха. Это простор для наблюдений, бесед, открытий. Можно видеть миллионы красивых мест на фотографиях, но ничто не может заменить тех эмоций и впечатлений, которые испытает турист после очередного похода.

Задание «Четвертый лишний». Определите лишнее слово и дайте краткое объяснение.

№	Задание «Четвертый лишний».	Ответ
1.	Туман, роса, рассвет, облака.
2.	Спички, грозовая туча, дрова, костер.
3.	Кипение воды, дым от костра, дождь, радуга
4.	Термометр, снегопад, мензурка, барометр.
5.	Молния, ураган, бриз, муссон.

Часть 2.

Мы хорошо знаем, как непостоянна погода: сегодня тепло и солнечно, а завтра может похолодать, пойти дождь или разразиться гроза. Путешественнику всегда важно знать какая будет погода. Ведь она влияет на его самочувствие и активность. Но не всегда бывает возможность получить точный и быстрый прогноз на ближайшее время. Поэтому опытные путешественники пользуются народными приметами. «Погодные» приметы разнообразны. Не углубляясь в сложные механизмы формирования погоды, попытайтесь объяснить некоторые из народных примет. Может быть, вам когда-нибудь это пригодится.

Задание «Погодные приметы»

Выберите правильный ответ.

№	Вопрос	№	Ответ
1.	Соль мокнет – к дождю.	а	Увеличивается влажность и атмосферное давление повышается. Погода ухудшается.
		б	Увеличивается влажность и атмосферное давление понижается. Погода ухудшается.
		в	Влажность увеличивается, и температура резко повышается.
		г	Эти процессы с физикой не связаны.
2.	Обильная роса – к хорошей погоде.	а	Конденсация водяного пара в атмосфере.
		б	Эти процессы с физикой не связаны.
		в	Влажность увеличивается, и температура резко повышается.
		г	Выпали осадки.
3.	«Туман утром стелиться по воде – к хорошей погоде» (Русская пословица).	а	Влажность увеличивается, и температура резко повышается.
		б	Прошел дождь.
		в	Эти процессы с физикой не связаны.
		г	Конденсация водяного пара в атмосфере.
4.	«Горшки легко позакипают через край – к ненастью» (Русская пословица).	а	Повышение атмосферного давления, служит причиной ухудшение погоды и вызывает понижение температуры кипения жидкости.
		б	Температура кипения жидкости не зависит от атмосферного давления.
		в	Падение атмосферного давления, служит причиной ухудшение погоды и вызывает понижение температуры кипения жидкости.
		г	Эти процессы с физикой не связаны.
5.	Солнце красно заходит – к ветру.	а	Красный цвет свидетельствует о высокой влажности воздуха, сопутствующей появлению облаков, сильного ветра и осадков.
		б	Отражение солнечных лучей от поверхности земли.
		в	Эти процессы с физикой не связаны.
		г	Красный цвет свидетельствует о низкой влажности воздуха, сопутствующей появлению ветра.

Часть 3.

Наконец – то мы дошли. Привал. Как хорошо отдохнуть после изнурительной ходьбы по жаркому летнему солнцепеку! Теперь можно поставить палатку и приготовить обед. Помните в походе каждая мелочь важная!

Задание 3.1. «Да или нет».

Согласны ли вы с тем, что написано в предложении?

№	Утверждение	Да/Нет
1.	Выйдя на берег, после купания в озере путешественники почувствовали прилив тепла.
2.	Расположившись на привале, ребята сняли обувь и обнаружили, что у тех, кто был в резиновых сапогах, ноги вспотели сильнее.
3.	Расположившись на привале туристы зачерпнули воды из родника котелком. Стенки котелка сразу запотели.
4.	Опытные туристы предпочитают использовать летом походную одежду светлых тонов, а зимой темных.
5.	Было жарко и очень хотелось пить. В ледяную воду родника поставили бутылку с водой. Через некоторое время путешественники заметили, что вода в бутылки замерзла.

Задание 3.2. «Выбери правильный ответ».

Подберите соответствующие истине ответы.

Задача		Ответ
1.	Когда нужно больше дров для приготовления утреннего чая в походных условиях: зимой или летом?	а	летом
		б	зимой
2.	Что эффективнее использовать в качестве грелки в походных условиях, если вас застало ненастье: 3 кг воды в пластмассовой бутылке или 3 кг речного песка при той же температуре в мешочке из ткани?	а	вода
		б	песок
3.	Проходя мимо больших скал, туристы заметили трещины на их поверхности. Что вы думаете об образовании этих трещин? Они появились в жаркий летний день или в холодное зимнее время?	а	летом
		б	зимой
4.	Какая почва прогревается солнечными лучами быстрее: влажная или сухая?	а	влажная
		б	сухая
5.	В жаркий летний солнечный день путешественники в горах решили сделать привал. Куда лучше присесть отдохнуть: на камень или на землю?	а	на камень
		б	на землю

Задание 3.3. «Найдите соответствие».

Подберите соответствующие физические величины.

№	Физическая величина	№	Ответ
1.	Температура кипения воды в горах и у подножия различна, потому что зависит	а	От давления насыщенного пара
2.	Скорость испарения воды, находящейся в стакане и блюдце при одинаковой температуре различна, потому что зависит	б	От атмосферного давления
3.	Влажность воздуха различна, потому что зависит	в	От удельной теплоты сгорания
4.	Количество теплоты, которое выделяется при сжигании березовых дров больше, чем сосновых. Потому что это зависит	г	От площади поверхности
5.	Количество теплоты, которое требуется для нагревания воды одинаковой температуры, зависит	д	От массы.

Задание 3.4. «Допишите предложение».

Заполните пропуски в предложениях.

1. Наконец чай в котелке закипел. Светлана сказала своей подружке, чтобы она аккуратно снимала крышку, ведь пар обжигает _______, чем вода той же _________.

2. Опытный путешественник дал совет юным поварам: если надо длительное время сохранить молоко свежим, нужно банку обернуть мокрой тканью и следить чтобы она была всегда влажной. В результате ________ жидкости температура ________.

3. Наступило утром. После ночевки туристы свернули свою палатку. Они увидели, что трава на земле под ней оказалась________ . Причина всему этому __________.

Задание 3.5. «Прочитайте текст и узнайте новое».

Заполните пропуски в тексте, используя словарь терминов.

№	Текст	Словарь терминов
1	Палатка дает туристу ночлег, защищает от …. и холода. Если сделать палатку из водоотталкивающей ткани, то появляется ряд проблем. Влага, …… с людей, и, не имея выхода наружу, сталкивается с холодным брезентом. Она……, то есть превращается в капельки….. Поэтому даже в сухую погоду спальные мешки становятся…..	а) конденсируется; б) воды; в) испаряется; г) влажными; д) сухими; е) закипает; ж)дождя.
2	Без кружки туристу в походе никак нельзя. Но какую кружку взять с собой в поход? Конечно прочную и легкую. Лучше…., она легче…., так как плотность алюминия…. Однако теплопроводность алюминия…., чем у железа. Такую кружку с горячим чаем будет невозможно держать в руках. А если поставить на землю, чай очень быстро….	а) меньше; б) алюминиевую; в) железной; г) больше; д) остынет; е) нагреется.

Задание 3.6. «Как вы думаете?»

Дайте развернутый ответ на вопрос.

Вопрос		Ответ
1.	Могли бы вы определить температуру воды в ручье с помощью медицинского термометра?
2.	В одну кружку налили кипяченую воду, а в другую сырую такой же температуры. И, к сожалению забыли. Как быть? Как определить где вода кипяченая, а где сырая?
3.	Туристы расположились у костра. В котелке варятся макароны. Кипит ли вода в «трубках» макарон?
4.	Почему, когда варят в котелке гречневую кашу, ее можно редко помешивать, а когда манную, то часто иначе она подгорит?
5.	Андрей не взял с собой в поход одеяло. Чтобы не замерзнуть ночью в палатке он решил его заменить. Взял несколько газет и положил их между простынями. Простыни скрепил. Будет ли ему тепло? Почему?

Ответы.

Часть 1.

№	Ответ
1.	Рассвет – световое явление, остальное – примеры конденсации.
2.	Грозовая туча — конденсация, остальное – примеры, связанные с процессом горения.
3.	Радуга – световое явление, остальное – примеры тепловых явлений.
4.	Снегопад – физическое явление, остальное – приборы.
5.	Молния – световое и электрическое явление, остальное – виды ветров.

Часть 2.

Вопрос	1	2	3	4	5
Ответ	б	а	г	в	а

Часть3.

3.1.

№	Ответ
1.	нет
2.	да
3.	да
4.	да
5.	нет

3.2.

№1	№2	№3	№4	№5
б	а	б	а	б

3.3.

№	Ответ
1.	б
2.	г
3.	а
4.	в
5.	д

3. 4.

1	2	3
Сильнее; температуры	Испарения; понижается	Влажная; конденсация

3.5.

Текст	Последовательность слов в тексте
№1	ж; в; а; б; г
№2	б; в; а; г; д.

3.6.

1. Можно. Но интервал измерения температуры воды будет находиться в пределах шкалы термометра. Воды касаться должен только тот участок, где расположена ртуть, она упакована герметично.

2. В сырой воде на стенках сосуда будут пузырьки воздуха, а в кипяченой нет.

3. Из-за размеров манных крупинок по сравнению с гречневой крупой, а также из-за наличия большого количества мельчайших частиц (типа муки) в манке и (как следствие) большей вязкости. В итоге содержимое кастрюли при варке манной каши плотнее прилегает к раскаленному дну, меньше бурлит и двигается (перемешивается), а значит дольше и плотнее находится в контакте с горячей поверхностью дна.

4. Нет. Вода внутри макарон не кипит, так как ее температура равна температуре воды в кастрюле и поэтому нет подвода тепла от более нагретого тела.

5. Да. Из-за бумаги между простынями появится прослойка воздуха и теплопроводность уменьшится.

Источники.

В.И. Елькин, Л.Д. Гармаш, Э.М. Браверманн. Физика и астрономия в походе и на

природе – М: «Школьная пресса», 2003

http://class-fizika.ru/vic21.html

https://touch.otvet.mail.ru/answer/125069927

Тепловые явления — обзор

§64. Природа необратимости

Все тепловые явления в конечном итоге сводятся к механическому движению атомов и молекул в теле. Поэтому необратимость тепловых процессов, на первый взгляд, противоречит обратимости всех механических движений. На самом деле это противоречие только кажущееся.

Предположим, что одно тело скользит по другому телу. Из-за трения это движение будет постепенно замедляться, и система наконец достигнет состояния теплового равновесия; тогда движение прекратится.В этом процессе кинетическая энергия движущегося тела преобразуется в тепло, то есть кинетическая энергия случайного движения молекул в обоих телах. Это преобразование энергии в тепло, очевидно, может быть осуществлено бесконечным числом способов: кинетическая энергия движения тела в целом может быть распределена между огромным числом молекул огромным числом способов. Другими словами, состояние равновесия, в котором нет макроскопического движения, может возникать гораздо большим числом способов, чем состояние, в котором значительное количество энергии сосредоточено в форме кинетической энергии упорядоченного движения тела как целое.

Таким образом, переход из состояния неравновесия в состояние равновесия — это переход от состояния, которое может происходить небольшим числом способов, к состоянию, которое может происходить гораздо большим числом способов. Ясно, что наиболее вероятным состоянием тела (или системы тел) является то, которое может произойти самым большим числом способов, и это будет состояние теплового равновесия. Таким образом, если система, предоставленная самой себе (т. Е. Замкнутая система), не находится в состоянии равновесия, то ее последующее поведение почти наверняка будет заключаться в переходе в состояние, которое может произойти очень большим количеством способов, т.е.е. приблизиться к равновесию.

С другой стороны, когда закрытая система достигла состояния равновесия, маловероятно, что она выйдет из этого состояния спонтанно.

Таким образом, необратимость тепловых процессов равна вероятностной . Самопроизвольный переход тела из состояния равновесия в состояние неравновесия, строго говоря, не невозможен, но только гораздо менее вероятен, чем переход тела из неравновесного состояния в состояние равновесия. Необратимость тепловых процессов в конечном итоге обусловлена ​​очень большим количеством молекул, из которых состоят тела.

О маловероятности самопроизвольного выхода тела из состояния равновесия можно судить, рассматривая расширение газа в вакуум. Пусть изначально газ находится в одной половине сосуда, разделенной перегородкой на две равные части. Когда в перегородке делается отверстие, газ равномерно распространяется по обеим частям емкости. Противоположный перенос газа в одну половину сосуда никогда не произойдет без внешнего вмешательства. Причину этого легко увидеть, выполнив несложный расчет.Каждая молекула газа в своем движении в среднем проводит одинаковое время в каждой части сосуда; мы можем сказать, что вероятность найти его в любой половине сосуда равна 12. Если газ можно считать идеальным, его молекулы движутся независимо. Вероятность нахождения двух данных молекул в одной половине сосуда одновременно составляет 12ċ12 = 14; вероятность нахождения всех N молекул газа в одной половине сосуда составляет 2 ^{— N} . Например, при относительно небольшом количестве газа, содержащем, скажем, 10 ²⁰ молекул, эта вероятность определяется фантастически малым числом 2 ⁻¹⁰²⁰ ≈ 10 ^{−3 × 1019} .Другими словами, это явление можно было бы наблюдать примерно один раз за раз, представленное числом 10 ^{3 × 1019} — независимо от того, не имеют значения секунды или годы, поскольку секунда, год и время существования Земли равны. мала по сравнению с этим огромным промежутком времени.

Аналогично небольшое число (10 ^{−3 × 1010} ) может быть показано для представления вероятности того, что один эрг тепла перейдет от тела при 0 ° C к другому телу при 1 ° C.

Из этих примеров ясно, что возможность любого заметного самопроизвольного обращения теплового процесса является, по сути, чистой абстракцией: ее вероятность настолько мала, что на практике необратимость тепловых процессов может считаться абсолютно верной.

Вероятностный характер необратимости проявляется, однако, в том факте, что в Природе все же есть спонтанные отклонения от равновесия, хотя они очень малы и кратковременны; они называются колебаниями . Например, из-за флуктуаций плотность и температура в различных небольших областях тела в состоянии равновесия не совсем постоянны, но претерпевают некоторые очень незначительные изменения. Например, температура 1 миллиграмма воды в равновесии при комнатной температуре будет изменяться на величину порядка 10 ^-8 градусов.Есть также явления, в которых колебания играют важную роль.

(PDF) ФИЗИКА ТЕПЛОВЫХ ЯВЛЕНИЙ — Введение в теплофизику

Термодинамика — это наука, которая имеет дело с теплом, работой и свойствами веществ, имеющих отношение к теплу и работе. Как и все науки, Основа термодинамики — экспериментальное наблюдение. Термодинамический результаты были формализованы в некоторые основные законы, известные как первый, второй и третий закон термодинамики.В дополнение к этим законам, Нулевой закон термодинамики, который в логическом развитии термодинамика предшествует первому закону. Таким образом термодинамика — это наука о тепле и температуре и, в частности, законы, регулирующие преобразование тепловой энергии в механическую, электрическую, или другие формы энергии. Следовательно, это центральная отрасль науки, которая важные приложения в химии, физике, биологии и технике. Что делает термодинамику таким мощным инструментом? Это вполне логичная дисциплина, которую можно применять без каких-либо сложные математические методы.Его огромная практическая ценность заключается в тот факт, что он систематизирует информацию, полученную в результате экспериментов выполняется на системах и позволяет нам делать выводы без дальнейшего экспериментируя с другими аспектами тех же систем и примерно схожих аспекты других систем. Это позволяет нам предсказать, будет ли определенная реакция будет продолжаться и его максимальная доходность. Термодинамика — это макроскопическая наука, занимающаяся такими свойствами, как давление, температура, химические потенциал и объем. В отличие от квантовой механики, термодинамика не основана на конкретной молекулярной модели и поэтому неожиданно для наших изменение представлений об атомах и молекулах.Действительно, основные основы термодинамика была заложена задолго до того, как появились подробные атомные теории. доступный. С отрицательной стороны, уравнения, полученные из законов термодинамика не дает нам молекулярной интерпретации сложные явления. Хотя термодинамика помогает нам предсказать направление и степень химических реакций, это ничего не говорит нам о скорости процесса, который скорее рассматривается химической кинетикой. Эта книга вводит Нулевой, Первый, Второй и Третий законы термодинамики и обсуждает некоторые примеры термохимии.Это введение в основы теплофизики, предназначенное для бакалавриат и начинающие с дипломом. Теплофизика берет свое начало лауреату Нобелевской премии Мюррею Гелл-Энну, открывшему кварк и известно, что в любом начинании нет ничего интересного, кроме как физика частиц. Интересно, что позже он изучает сложность — область, которая в основном возникла из конденсированного состояния. Темы могут сильно отличаться от что считается важным в термодинамике, в то время как некоторые из ее описаний и объяснения, приведенные здесь, могут быть краткими, но они предназначены для хорошего цель.

Изучение природы тепловых явлений — Изучение физических явлений

Изучение физических явлений: Что происходит, когда на Землю светит солнечный свет?

I. Введение

II. Выявление студенческих ресурсов

A. Связь с тем, что уже известно о тепловых явлениях

Вопрос 2.1 Какие повседневные переживания вы испытываете в связи с тепловыми явлениями?

1. Примеры студенческих работ, выявляющих повседневную связь с тепловыми явлениями

Б.Документирование первоначальных идей с помощью диагностических вопросов о тепловых явлениях

III. Разработка центральных идей на основе доказательств

A. Развитие основных представлений о тепловых явлениях

Вопрос 2.2 Как бы вы расположили различные материалы по температуре?

1. Пример студенческой работы о том, как разные материалы ощущаются на ощупь

Вопрос 2.3 Почему одни материалы кажутся теплее или холоднее других?

2. Пример студенческой работы о развитии центральных идей на основе данных о тепловых явлениях

3. Нюансы в исследовании того, насколько горячие и холодные разные материалы ощущаются на ощупь

4. Некоторые мысли о природе науки в этом контексте

B. Уточнение различий между тесно связанными идеями

Вопрос 2.4 В чем разница между понятиями тепла и температуры?

1. Пример студенческой работы, разъясняющей значение слов тепло и температура?

IV. Использование основных представлений о тепловых явлениях для объяснения интригующего явления

A. Применение свойства теплопроводности в повседневной жизни

Вопрос 2.5 Почему металлические ножки стула кажутся более прохладными, чем его пластиковое сиденье?

1. Пример студенческой работы, объясняющей интересное тепловое явление

В.Развитие дополнительных центральных представлений о тепловых явлениях

A. Исследование тепловых явлений с помощью техники

Вопрос 2.6 Что можно узнать о тепловых явлениях с помощью датчика температуры, подключенного к компьютеру?

B. Исследование тепловых явлений с помощью повседневных материалов

Вопрос 2.7 Что происходит, когда вы смешиваете разное количество горячей и холодной воды?

1. Пример студенческой работы о смешивании горячей и холодной воды

2. Нюансы исследования тепловых явлений путем смешивания горячей и холодной воды

3. Некоторые мысли о природе науки в этом контексте

VI. Развитие дополнительной центральной идеи о тепловых явлениях и их математических представлениях

A. Особенности интерпретации линейных графиков

Вопрос 2.8 Как узнать, что происходит, интерпретируя форму линейного графика?

B. Выявление закономерностей в данных

1. Разработка серии экспериментов для выявления закономерностей в данных

Вопрос 2.9 При смешивании горячей и холодной воды, как количество горячей и холодной воды связано с тем, насколько изменяется их температура?

2. Запись и анализ данных

3. Интерпретация выводов

VII. Разработка математического представления тепловых явлений на основе теоретических соображений

А.Учитывая, что происходит, когда энергия перетекает из горячей воды в холодную

Вопрос 2.11 Какие теоретические соображения могут помочь понять, что происходит, когда энергия перетекает из горячей воды в холодную?

1. Пример студенческой работы по разработке математического выражения для изменения энергии

2. Аналогия теплоемкости и математическое выражение для изменения энергии

Б.Принимая во внимание закон сохранения энергии

Вопрос 2.12 Как энергия, полученная от холодной воды, сравнивается с энергией, потерянной горячей водой, при условии, что энергия не приобретается окружающей средой?

Вопрос 2.13 Как связаны эти экспериментальный и теоретический подходы?

VIII. Использование математических представлений для оценки интересующей суммы

A. Решение тепловой математической задачи

Вопрос 2.14 Как можно использовать математические представления тепловых явлений для оценки интересующей величины?

1. Пример выполнения студенческой работы и решения тепловой математической задачи

IX. Вовлечение друзей или членов семьи в изучение термических явлений

Вопрос 2.15 Что вы можете узнать об изучении и преподавании естественных наук, если пригласите друга или члена семьи к изучению тепловых явлений?

1. Примеры студенческих работ по разработке и решению задач по тепловой математике с друзьями и / или членами семьи

X. Установление связи с образовательной политикой

A. Изучение сквозных концепций, сформулированных в научных стандартах Next Generation Science Standards

Вопрос 2.16 Какие важные сквозные концепции вы использовали при изучении световых и тепловых явлений?

B. Размышляя над этим исследованием тепловых явлений

с.Установление связи с представлениями NGSS о природе науки

XI. Изучение физических явлений: сводка оборудования и материалов для установки 2

Фигуры

• РИС. 2.1 Примеры алюминия, стали, пенополистирола и деревянных материалов.
• РИС. 2.2 Пенополистирол, дерево и два вида металлических блоков с термометром.
• РИС. 2.3. Записи учащихся, описывающие начальные исследования тепловых явлений.
• РИС. 2.4 Щелкните зеленую рамку в верхней части экрана компьютера, чтобы начать исследование.
• РИС. 2.5 С помощью термощупа нарисуйте букву m на экране компьютера.
• РИС. 2.6 Изготовление конструкции с двумя датчиками температуры и горячей и холодной воды.
• РИС. 2.7 Студенческие работы, описывающие смешивание исследования горячей и холодной воды.
• РИС. 2.8 Смешивание равных и неравных количеств при одинаковой температуре.
• РИС. 2.9 Смешивание равных количеств горячей и холодной воды.
• РИС.2.10 Смешивание больше горячего, чем холодного
• РИС. 2.11 Смешивание больше холодного, чем горячего
• РИС. 2.12 Смешивание предполагаемых равных количеств воды при разных температурах
• РИС. 2.13 Смешивание разного количества воды при разной температуре
• РИС. 2.14 Смешивание разного количества воды при разной температуре
• Повторяется на с.
• РИС. 2.15 График, представляющий смешивание горячей и холодной воды. Больше горячей воды или больше холодной?
• РИС. 2.16 График, представляющий смешивание горячей и холодной воды.Больше горячей воды или больше холодной?
• РИС. 2.17 Шаблон графиков зависимости температуры от времени для смешивания горячей и холодной воды
• РИС. 2.18 Форма графика зависимости температуры от времени для смешивания 1 части горячей и 2 частей холодной воды.
• РИС. 2.19 Работы учащихся, описывающие исследование изменений в энергии
• РИС. 2.20 Студенческий набросок ситуации для этой задачи
• РИС. 2.21 Графическое представление задачи студентом

Таблицы

• Таблица II.1 Развитие основных представлений о тепловых явлениях
• Таблица II.1 Развитие основных представлений о тепловых явлениях (продолжение)
• Таблица II.2 Отчетные данные и анализ экспериментов по смешиванию горячей и холодной воды
• Таблица II.2 Отчетные данные и анализ экспериментов по смешиванию горячей и холодной воды (продолжение)
• Таблица II.3 Сравнение соотношений количества горячей и холодной воды и соотношений изменений температуры
• Таблица II.4 Разработка математического выражения для изменения энергии
• Таблица II.5 Пересекающиеся концепции (NGSS, 2013) в контексте световых и тепловых явлений

Примеры использования тепловых явлений в быту

Человеческая жизнь тесно связана с тепловыми явлениями . С их проявлениями он встречается так же часто, как и с механическими. Это — нагрев или охлаждение тел, зависимость их свойств от температуры , изменения агрегатного состояния веществ и т. Д.Поэтому человечество с древних времен пыталось познать «секрет» тепловых явлений , объяснить их природу, использовать в повседневной жизни. Согласно древнегреческому мифу, Прометей был прикован к скале и обречен на вечные страдания за то, что украл огонь с Олимп-па и передал его людям.

Тепловые явления и процессы связаны с передачей и преобразованием энергии, вызывая изменение температуры тел или переход вещества из одного агрегатного состояния в другое.

Так получилось, что природа тепловых явлений объясняется в физике двумя методами, взаимно дополняющими друг друга. Одним из способов является так называемый термодинамический подход , который основан на обобщении многовекового опыта наблюдения тепловых явлений и процессов и на формулировании общих принципов их возникновения. Термодинамический подход рассматривает тепло с точки зрения макроскопических свойств вещества — давления, температуры, объема, плотности и т. Д.Это описательный способ изучения тепловых явлений, поскольку он не прибегает к разъяснению сущности теплового движения. Другой путь — молекулярно-кинетическая теория вещества.

Термодинамика — Это теория тепла, которая объясняет природу тепловых явлений без учета молекулярной структуры вещества. Материал с сайта

В истории физики развитие представлений о природе тепла происходило в постоянном противостоянии приверженцев термодинамических и молекулярно-кинетических подходов к объяснению тепловых явлений .Первые аргументировали преимущества термодинамики относительной простотой описания тепловых явлений и процессов, особенно при расчетах технических устройств, совершающих механическую работу за счет тепла.

Законы термодинамики проще, чем теория молекулярной кинетики объяснить тепловые явления и процессы , однако, требуют экспериментального определения отдельных величин (например, теплоемкости)

На этой странице материалы по темам:

• Почему термодинамика нужна в повседневной жизни Примеры явлений

• Кратко механика

• Тепловые явления Объяснения теплового движения с примерами

• Тепловые явления на древнегреческом языке мифы

• Физика тепловые явления в повседневной жизни

Вопросов по этому материалу:

Давайте посмотрим, какие тепловые явления можно наблюдать субботним утром прохладного сентября.

Итак, проснувшись рано и приняв душ, мы сушим волосы струей сухого горячего воздуха, создаваемого электрическим феном ( испарение ).

Затем для комфорта включаем электрокамин, который дает дополнительное тепло (излучение) в том месте, где стоит наш любимый стул. Конвекция возникает в помещении при включенном отоплении. Горячий воздух от батареи или камина поднимается вверх, а холодный — падает.

Мы сидим на этом стуле, прячась в пушистом одеяле (закон теплопроводности , ), и пьем горячий шоколад из кружки, материал которой плохо проводит тепло (снова закон теплопроводности , ). вода.

Осмотревшись, делаем следующие выводы — дом построен по законам тепловых явлений, начиная с выбора материалов и заканчивая грамотным монтажом систем теплоснабжения и вентиляции. Представьте, если бы форточки были внизу — их было бы удобно открывать, но проветривать помещение было бы очень сложно. Материалы для стен домов используются пористые, благодаря чему воздух защищает дом от перепадов температур.

А заглянув в кухню — мы увидим множество примеров тепловых явлений.

Практически во всех процессах приготовления можно наблюдать, как происходит передача тепла от одного продукта к другому, от плиты или духовки к горшку или другому контейнеру.

В процессе нагрева будут участвовать все три вида теплопередачи: от огня к сосуду — излучение, через стенки сосуда к воде — теплопроводность, а сама вода нагревается конвекцией.

Теплопроводность: Использование веществ с низкой теплопроводностью: при необходимости защиты тела от охлаждения или нагрева используются вещества с низкой теплопроводностью.Так, для кастрюль, сковородок, ручки изготавливаются из пластика или другого сплава с низкой теплопроводностью. В толстых, массивных чугунных сковородах дно прогревается более равномерно, чем у сковородок из тонкой стали. Особенно сильно прогреваются те части дна стальной посуды, которые находятся прямо над огнем, и на них часто пригорает еда. Именно поэтому хозяйки выбирают сковороды с толстым дном, обычно чугунные. Пить горячий чай из походной алюминиевой кружки очень сложно, но современный фаянс отлично справляется с этой задачей.Вы также знаете, что если опустить холодную ложку в горячий чай, через некоторое время он нагреется. При этом часть тепла чай будет отдавать не только ложке, но и окружающему воздуху.

Конвекция: Пища готовится на плитах. Теплый воздух от посуды поднимается вверх, а холодный опускается. Во время работы вентилятора также наблюдается принудительная конвекция.

Радиация. Все тела излучают энергию: как сильно, так и слегка нагретую. Тела с темной поверхностью поглощают и излучают энергию лучше, чем тела со светлой поверхностью.Так, в светлом чайнике горячая вода дольше сохраняет более высокую температуру, чем в темном. Эти знания помогают сэкономить на электроэнергии при выборе посуды.

Вода на кухне присутствует во всех трех состояниях: в газообразном — при закипании воды, в жидком — при варке в ней пищи, в твердом — в виде кубиков льда для напитков.

Таяние: Настоящий шоколад тает во рту — температура плавления какао-масла близка к температуре плавления человеческого тела.

Испарение: Свойство уксуса — испарение, уничтожение резких, неприятных запахов — удобно использовать на кухне.Если налить в кастрюлю немного уксуса и поставить на слабый огонь, то детский запах жира, рыбы, чеснока скоро исчезнет. Чтобы избавиться от неприятного запаха при варке капусты, нужно накрыть сковороду тканью, смоченной уксусом, а сверху — крышкой. В хлебнице, на столе, в навесном шкафу таким же образом можно избавиться от неприятного запаха черствого хлеба.

Варка: Варка в пароварках и мультиварках основана на кипячении.

Подойдя к окну — мы тоже можем наблюдать множество тепловых явлений.

Например, летом идет дождь, а зимой — снег. На листьях образуется роса. Появляется туман.

С незапамятных времен человечество пытается логически объяснить различные электрические явления, примеры которых они наблюдали в природе. Так, в древности молнии считались верным признаком гнева богов, средневековые моряки блаженно дрожали перед огнями Святого Вяза, а наши современники крайне боялись встречи с шаровыми молниями.

Все это электрические явления.Все в природе, даже ты и я, несет в себе. Если объекты с большими зарядами разной полярности сближаются, происходит физическое взаимодействие, видимым результатом которого становится поток холодной плазмы, обычно окрашенный в желтый или фиолетовый цвет, между ними. Его поток останавливается, как только заряды в обоих телах уравновешиваются.

Наиболее распространенным электрическим явлением в природе являются молнии. Каждую секунду на поверхность Земли попадает несколько сотен. Молния выбирает своей целью, как правило, отдельно стоящие высокие объекты, потому что, согласно законам физики, для передачи сильного заряда требуется кратчайшее расстояние между грозовой тучей и поверхностью Земли.Чтобы защитить постройки от ударов молнии, их хозяева устанавливают на крышах громоотводы, представляющие собой высокие металлические конструкции с заземлением, что позволяет при ударах молнии отвести весь разряд в почву.

Еще одно электрическое явление, природа которого долгое время оставалась неясной. В основном с ним имели дело моряки. Пожары проявлялись следующим образом: когда корабль попал в грозу, вершины его мачт загорелись ярким пламенем.Объяснение явления оказалось очень простым — фундаментальную роль сыграло высокое напряжение электромагнитного поля, которое наблюдается каждый раз перед началом грозы. Но с огнями могут иметь дело не только моряки. Пилоты крупных авиалайнеров также сталкивались с этим явлением, когда летели сквозь облака пепла, выброшенные в небо извержениями вулканов. Свет возникает из-за трения частиц пепла о кожу.

И молнии, и огни Св. Эльмо ​​- это электрические явления, которые многие видели, но не все смогли столкнуться.Их природа до конца не изучена. Очевидцы обычно описывают шаровую молнию как яркое светящееся образование сферической формы, беспорядочно перемещающееся в пространстве. Три года назад была выдвинута теория, ставящая под сомнение реальность их существования. Если раньше считалось, что разновидность шаровых молний — это электрическое явление, то теория предполагала, что они не более чем галлюцинации.

Есть еще одно явление электромагнитной природы — северное сияние.Возникает в результате воздействия солнечного ветра на верхнее северное сияние, похоже на вспышки разного цвета и фиксируется, как правило, на довольно высоких широтах. Бывают, конечно, исключения — если она достаточно высока, то жители умеренных широт могут увидеть сияние на небе.

Электрические явления — довольно интересный объект изучения для физиков всей планеты, так как большинство из них требует детального обоснования и серьезного изучения.

8.Примеры теплового расширения — GCSEPhysicsNinja.com

—

Тепловое расширение

Тепловое расширение вызывается нагреванием твердых тел, жидкостей или газов, в результате чего частицы движутся быстрее или сильнее вибрируют (для твердых тел). Это означает, что частицы занимают больше места , и поэтому вещество расширяется.

Некоторые повседневные эффекты теплового расширения полезны, но некоторые просто мешают. Вот пять примеров:

1) Если вы когда-либо пытались отвинтить застрявшую крышку от стеклянной банки , вы оцените этот эффект расширения.Просто налейте немного горячей воды на металлическую крышку на несколько секунд, чтобы она нагрелась. Это заставит крышку немного расшириться, и ее будет легче открутить.

2) Мосты имеют большой пролет, и в жаркую погоду материалы, из которых изготовлен мост, будут расширяться. Это может привести к изгибу «секций» пролета моста.
Чтобы избежать этого, компенсаторы встроены в мост так, чтобы секции моста могли свободно расширяться без деформации.

3) Жидкость при нагревании расширяется, и ее можно заставить подниматься вверх по трубке. Термометры используют расширение жидкости, такой как ртуть или спирт, для измерения температуры с помощью калиброванной шкалы.

4) Кабели, которые висят между опорами и , должны иметь слабину. Это позволяет избежать чрезмерного натяжения кабелей и их поломки в холодную погоду при сжатии материала кабеля.
Иногда в жаркую погоду можно увидеть провисание этих кабелей.

5) Биметаллическая полоса состоит из двух склеенных вместе металлических полос.Один из этих металлов расширяется больше на каждый градус повышения температуры, чем другой. Это заставляет биметаллическую полосу искривляться при нагревании.
Это движение может действовать как электрический выключатель при подключении цепи, например, для включения вентилятора, если температура в помещении становится слишком высокой.

Другие примеры теплового расширения:
— Воздух в автомобильной шине нагревается после долгой поездки, и это увеличивает его давление.
— На железнодорожных линиях требуются расширительные зазоры (аналогичные мостам), чтобы избежать коробления в жаркую погоду.

GCSE Physics Ключевые слова: тепловое расширение, тепло

Обзор курса

теплового излучения | Определение, свойства, примеры и факты

Тепловое излучение , процесс, при котором энергия в форме электромагнитного излучения испускается нагретой поверхностью во всех направлениях и распространяется непосредственно к точке поглощения со скоростью света; тепловое излучение не требует, чтобы промежуточная среда переносила его.

Подробнее по этой теме

ядерное оружие: тепловое излучение

Как показывает опыт, примерно 35 процентов общей энергии воздушного взрыва испускается в виде теплового излучения — света и тепла…

Диапазон длин волн теплового излучения — от самых длинных инфракрасных лучей через спектр видимого света до самых коротких ультрафиолетовых лучей. Интенсивность и распределение лучистой энергии в этом диапазоне определяется температурой излучающей поверхности. Полная лучистая тепловая энергия, излучаемая поверхностью, пропорциональна четвертой степени ее абсолютной температуры (закон Стефана – Больцмана).

Скорость, с которой тело излучает (или поглощает) тепловое излучение, также зависит от природы поверхности.Объекты, которые являются хорошими излучателями, также являются хорошими поглотителями (закон Кирхгофа). Почерневшая поверхность является прекрасным излучателем, а также отличным поглотителем. Если одна и та же поверхность посеребрена, она станет плохим излучателем и плохим поглотителем. Черное тело поглощает всю падающую на него лучистую энергию. Такой идеальный поглотитель также был бы идеальным излучателем.

Нагрев Земли Солнцем — пример передачи энергии излучением. Еще один пример — обогрев помещения мартеновским камином.Пламя, угли и горячие кирпичи излучают тепло непосредственно на предметы в комнате, при этом небольшая часть этого тепла поглощается воздухом. Большая часть воздуха, который забирается из комнаты и нагревается в камине, не возвращается в комнату в виде конвекции, а уносится вверх по дымоходу вместе с продуктами сгорания.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишись сейчас

термических напряжений | Безграничная физика

Термические напряжения

Термическое напряжение возникает, когда изменение размера или объема ограничивается изменением температуры.

Цели обучения

Сформулируйте соотношение между термическим напряжением и тепловым расширением

Ключевые выводы

Ключевые моменты

• Термическое расширение — это изменение размера или объема данной массы при изменении температуры.
• Повышение температуры подразумевает увеличение кинетической энергии отдельных атомов, что увеличивает размер твердого тела на определенную долю в каждом измерении.
• Тепловое напряжение создается при ограничении теплового расширения.

Ключевые термины

• напряжение : Внутреннее распределение силы на единицу площади (давления) внутри тела, реагирующего на приложенные силы, которые вызывают деформацию или деформацию и обычно обозначаются символом σ.
• дифференциал : Качественное или количественное различие между похожими или сопоставимыми объектами.

Тепловое расширение

Термическое расширение — это изменение размера или объема данной массы с температурой.Расширение спирта в градуснике — один из многих часто встречающихся примеров этого. Горячий воздух поднимается вверх, потому что его объем увеличивается, что приводит к тому, что плотность горячего воздуха меньше плотности окружающего воздуха, вызывая подъемную (восходящую) силу на горячий воздух. То же самое происходит со всеми жидкостями и газами, вызывая естественную теплопередачу вверх в домах, океанах и погодных системах. Твердые тела также подвергаются тепловому расширению. Например, железнодорожные пути и мосты имеют компенсаторы, позволяющие им свободно расширяться и сжиматься при изменении температуры.

Швы для теплового расширения : Подобные термические компенсаторы на мосту в Окленде в Новой Зеландии позволяют мостам изменять длину без потери устойчивости. (Источник: Ингольфсон, Wikimedia Commons)

Каковы основные свойства теплового расширения? Во-первых, тепловое расширение явно связано с изменением температуры. Чем больше изменение температуры, тем больше будет гнуться биметаллическая полоса. Во-вторых, это зависит от материала. В термометре, например, расширение спирта намного больше, чем расширение содержащего его стекла.

Какова основная причина теплового расширения? Повышение температуры означает увеличение кинетической энергии отдельных атомов. В твердом теле, в отличие от газа, атомы или молекулы плотно упакованы вместе, но их кинетическая энергия (в виде небольших быстрых колебаний) отталкивает соседние атомы или молекулы друг от друга. Это перемещение между соседними объектами приводит к увеличению расстояния между соседями в среднем и увеличению размера всего тела.Для большинства веществ в обычных условиях нет предпочтительного направления, и повышение температуры увеличит размер твердого вещества на определенную долю в каждом измерении.

Чтобы быть более количественным, изменение длины ΔL пропорционально длине L. Зависимость теплового расширения от температуры, вещества и длины резюмируется в уравнении

[латекс] \ Delta \ text {L} = \ alpha \ text {L} \ Delta \ text {T} [/ latex]

где ΔL — изменение длины L, ΔT — изменение температуры, а α — коэффициент линейного расширения, который незначительно изменяется в зависимости от температуры.

Термическое напряжение

Термическое напряжение создается за счет теплового расширения или сжатия. Термическое напряжение может быть разрушительным, например, когда бензин разрывает бак при расширении. Это также может быть полезно, например, когда две части соединяются вместе путем нагревания одной при производстве, затем надевания ее на другую и охлаждения комбинации. Термический стресс может объяснить многие явления, такие как выветривание скал и тротуаров из-за расширения льда при замерзании.

Силы и давления, создаваемые термическим напряжением, могут быть довольно большими.Железнодорожные пути и дороги могут деформироваться в жаркие дни, если у них нет достаточных компенсационных швов. Линии электропередач летом прогибаются сильнее, чем зимой, и в холодную погоду они лопнут, если провисание будет недостаточным. В оштукатуренных стенах открываются и закрываются трещины по мере того, как дом нагревается и остывает Стеклянные сковороды треснут при быстром или неравномерном охлаждении из-за различного сжатия и создаваемых им напряжений. (Pyrex ^® менее чувствителен из-за небольшого коэффициента теплового расширения.Сосуды высокого давления ядерных реакторов находятся под угрозой из-за чрезмерно быстрого охлаждения, и хотя ни один из них не вышел из строя, некоторые из них охлаждались быстрее, чем считалось желательным. Биологические клетки разрываются при замораживании продуктов, что ухудшает их вкус. Повторные оттаивания и замораживания усугубляют ущерб. Даже океаны могут быть затронуты. Значительная часть повышения уровня моря в результате глобального потепления происходит из-за теплового расширения морской воды.

Металл регулярно используется в человеческом теле для имплантатов бедра и колена.Большинство имплантатов со временем необходимо заменять, потому что, помимо прочего, металл не сцепляется с костью. Исследователи пытаются найти более качественные металлические покрытия, которые позволили бы соединить металл с костью.