Номер 1, страница 213 - гдз по физике 10 класс учебник часть 1 Генденштейн, Дик

Молекулярная физика и термодинамика. Глава 5. Молекулярная физика. Параграф 26. Температура - номер 1, страница 213.

Условие.

1. Объясните, почему не всегда можно доверять определению температуры на ощупь. Приведите примеры, подтверждающие ваш ответ.

Решение.

Определению температуры на ощупь не всегда можно доверять по двум основным причинам: субъективность восприятия и разная теплопроводность материалов.

1. Субъективность и относительность ощущений. Наше чувство осязания воспринимает не абсолютную температуру, а разницу температур между нашей кожей и объектом, к которому мы прикасаемся. Более того, наши рецепторы адаптируются к температуре. То, что кажется нам теплым или холодным, зависит от того, к какой температуре наша кожа привыкла непосредственно перед контактом.

2. Теплопроводность материалов. Наши ощущения в большей степени зависят от скорости, с которой тепло передается от объекта к руке (или наоборот), а не от самой температуры объекта. Эта скорость определяется теплопроводностью материала. Материалы с высокой теплопроводностью (например, металлы) быстро передают или забирают тепло, поэтому кажутся нам очень горячими или очень холодными. Материалы с низкой теплопроводностью (например, дерево, пластик) делают это медленно, и ощущения от прикосновения к ним будут менее выраженными.

Примеры:

Пример 1. Возьмем два предмета, находящихся в одной комнате достаточно долгое время — металлический ключ и деревянный брусок. Их температура будет одинаковой и равной температуре воздуха в комнате. Однако если мы дотронемся до них, ключ покажется нам гораздо холоднее бруска. Это происходит потому, что металл имеет высокую теплопроводность и быстро отводит тепло от нашей руки, создавая интенсивное ощущение холода. Дерево же, являясь плохим проводником тепла, отводит тепло медленно, поэтому не кажется таким холодным.

Пример 2. Классический эксперимент с тремя сосудами воды: в одном — холодная вода, во втором — теплая, в третьем — горячая. Если одну руку опустить в холодную воду, а другую — в горячую на 30-60 секунд, а затем обе руки одновременно поместить в сосуд с теплой водой, то возникнут парадоксальные ощущения. Рука, которая была в холодной воде, будет чувствовать теплую воду как горячую, а рука, бывшая в горячей воде, будет ощущать ту же самую теплую воду как холодную. Это наглядно демонстрирует относительность наших температурных ощущений.

Ответ: Доверять определению температуры на ощупь нельзя, поскольку наши ощущения зависят не от абсолютной температуры предмета, а от скорости теплообмена с ним (которая определяется теплопроводностью материала) и от предыдущего состояния наших температурных рецепторов. Примером служит то, что при одинаковой комнатной температуре металл на ощупь кажется холоднее дерева, а также эксперимент с тремя сосудами воды, который доказывает относительность нашего восприятия тепла и холода.