Номер 1, страница 225, часть 1 - гдз по физике 10 класс учебник Кронгарт, Казахбаева

Экспериментируйте

Проведите опыт, свидетельствующий о том, что самопроизвольно тепло всегда переходит от более нагретого тела к менее нагретому.

Для проведения опыта, который доказывает, что тепло самопроизвольно переходит от более нагретого тела к менее нагретому, можно использовать простые предметы, имеющиеся в каждом доме.

Цель опыта: Наглядно продемонстрировать направление процесса теплопередачи между телами с разной температурой.

Оборудование: стакан или чашка, горячая вода, металлическая ложка.

Ход опыта:

1. Налейте в стакан горячую воду. Вода в данном случае будет являться «более нагретым телом».

2. Возьмите обычную металлическую ложку, которая имеет комнатную температуру. Ложка будет «менее нагретым телом». Можно мысленно зафиксировать, что температура воды $T_{воды}$ значительно выше температуры ложки $T_{ложки}$.

3. Опустите ложку в стакан с горячей водой так, чтобы часть ручки оставалась над поверхностью воды.

4. Подождите 1-2 минуты.

Наблюдения и вывод:

Спустя некоторое время, если аккуратно прикоснуться к ручке ложки, можно почувствовать, что она стала теплой, а затем и горячей. Это означает, что температура ложки повысилась. В то же время, если бы мы могли точно измерить температуру воды, мы бы зафиксировали, что она незначительно понизилась.

Произошел процесс теплообмена: более быстрые молекулы горячей воды передали часть своей кинетической энергии более медленным частицам металла, из которого сделана ложка. В результате внутренняя энергия ложки увеличилась (она нагрелась), а внутренняя энергия воды уменьшилась (она остыла). Этот опыт подтверждает фундаментальный принцип термодинамики: при контакте тел разной температуры тепловая энергия самопроизвольно передается от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой.

Ответ: Опыт с погружением холодной металлической ложки в горячую воду, в ходе которого ложка нагревается, а вода остывает, наглядно доказывает, что тепло самопроизвольно переходит от более нагретого тела к менее нагретому.