Страница 145 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

39.3 [950] Почему в безветрие пламя свечи устанавливается вертикально?

Вертикальная форма пламени свечи в безветренную погоду объясняется явлением естественной конвекции, которое возникает из-за действия силы Архимеда в гравитационном поле Земли.

Процесс формирования пламени можно разбить на несколько этапов:

1. Нагрев воздуха. Пламя свечи — это зона горения, в которой выделяется большое количество теплоты. Эта теплота нагревает прилегающие к пламени слои воздуха и газообразные продукты сгорания.
2. Уменьшение плотности. Согласно газовым законам, при нагревании газ расширяется. Это приводит к уменьшению его плотности. Таким образом, горячий воздух и продукты сгорания вокруг пламени становятся значительно менее плотными, чем окружающий их более холодный воздух.
3. Возникновение выталкивающей силы. В соответствии с законом Архимеда, на объем газа, погруженного в окружающую газовую среду, действует выталкивающая сила, направленная вертикально вверх. Величина этой силы равна весу вытесненного окружающего газа. Поскольку горячий газ менее плотен, чем холодный, выталкивающая сила, действующая на него ($F_A = \rho_{холодного} \cdot g \cdot V$), оказывается больше его собственной силы тяжести ($F_g = \rho_{горячего} \cdot g \cdot V$).
4. Конвекционный поток. Под действием этой результирующей подъемной силы нагретые, менее плотные газы начинают двигаться вверх. Это движение создает устойчивый восходящий поток, называемый конвекционным.
5. Формирование пламени. Пламя, состоящее из раскаленных светящихся газов, увлекается этим восходящим конвекционным потоком. Одновременно с этим на место поднявшихся газов снизу и с боков поступает более холодный, плотный и богатый кислородом воздух, который необходим для поддержания горения. Этот непрерывный процесс — подъем горячих газов и приток холодного воздуха — вытягивает пламя, придавая ему характерную вертикальную форму.

В условиях безветрия отсутствуют внешние горизонтальные потоки воздуха, которые могли бы исказить это вертикальное движение, поэтому форма пламени определяется исключительно конвекцией, обусловленной силой тяжести.

Ответ: В безветрие пламя свечи устанавливается вертикально из-за конвекции. Воздух и продукты сгорания, нагретые пламенем, становятся менее плотными, и под действием архимедовой силы на них возникает подъемная сила. Этот восходящий поток горячего газа вытягивает пламя вверх, придавая ему вертикальную форму.

39.4 [н] Правильно ли говорят, что шуба греет?

Выражение «шуба греет» является общеупотребительным, но с точки зрения физики оно не совсем корректно. Сама по себе шуба не является источником тепла, то есть она не производит и не излучает тепловую энергию.

Источником тепла является тело человека, которое непрерывно вырабатывает энергию в результате метаболических процессов. В холодную погоду температура тела человека (около $36,6^\circ \text{C}$) значительно выше температуры окружающей среды. Из-за этой разницы температур происходит процесс теплопередачи: тепло от тела уходит в более холодное окружение.

Основная задача шубы — не греть, а сохранять тепло, то есть быть хорошим теплоизолятором. Это свойство обеспечивается её структурой. Мех состоит из множества ворсинок, между которыми задерживается большое количество воздуха. Воздух обладает очень низкой теплопроводностью, то есть плохо проводит тепло. Слой неподвижного воздуха, заключенный в мехе, создает барьер, который значительно замедляет процесс потери тепла телом человека.

Таким образом, шуба не генерирует тепло, а лишь эффективно препятствует его потере. Ощущение комфорта и тепла, которое мы испытываем, надев шубу, создается за счет сохранения нашего собственного тепла. Если бы шуба сама "грела", то, оставленная на морозе, она бы нагрелась, но на самом деле ее температура будет равна температуре окружающей среды.

Ответ: С физической точки зрения говорить, что шуба греет, неправильно. Шуба не производит тепло, а лишь помогает сохранить тепло, выделяемое телом человека, благодаря своим высоким теплоизоляционным свойствам.

39.5 [951] Зачем канализационные и водопроводные трубы зарывают в землю на значительную глубину?

Канализационные и водопроводные трубы зарывают в землю на значительную глубину по нескольким причинам, главной из которых является защита от замерзания воды в зимний период.

1. Защита от замерзания. Это основная причина. В регионах с холодными зимами почва промерзает на определенную глубину, которая называется глубиной сезонного промерзания грунта. Если трубы с водой расположить выше этой отметки, то при отрицательных температурах воздуха вода в них замерзнет. Вода обладает аномальным свойством: при переходе из жидкого состояния в твердое (лед) при температуре $0^\circ\text{С}$ ее объем увеличивается примерно на 9%. Это расширение создает колоссальное давление на стенки труб, способное разорвать даже самые прочные материалы, такие как чугун или сталь. Разрыв трубы приводит к аварии, прекращению водоснабжения и необходимости проведения дорогостоящих ремонтных работ. Чтобы этого избежать, трубы укладывают ниже глубины промерзания, где температура грунта круглый год остается положительной.

2. Защита от механических повреждений. Глубокое залегание защищает трубопровод от нагрузок, создаваемых на поверхности земли, например, от веса проезжающего транспорта, а также от случайных повреждений во время строительных или земляных работ.

3. Поддержание стабильной температуры воды. На глубине температура грунта не только положительна, но и относительно стабильна в течение года. Это позволяет поддерживать воду в водопроводе прохладной в летний зной, что благоприятно сказывается на ее качестве и вкусе, а также предотвращает перегрев, который мог бы способствовать размножению бактерий.

Таким образом, укладка труб на значительную глубину является необходимой инженерной мерой для обеспечения их надежной и долговечной эксплуатации.

Ответ: Канализационные и водопроводные трубы зарывают на значительную глубину, чтобы они находились ниже уровня промерзания грунта. Это необходимо для того, чтобы вода в трубах не замерзала зимой, так как при замерзании она расширяется и может разорвать трубы.

39.6 [952] Зачем ствол винтовки покрывают деревянной накладкой?

Ствол винтовки покрывают деревянной накладкой для защиты рук стрелка от ожогов. Во время выстрела происходит сгорание пороха, что сопровождается выделением большого количества теплоты и образованием газов очень высокой температуры. Металлический ствол винтовки обладает высокой теплопроводностью, поэтому он быстро и сильно нагревается, особенно при ведении интенсивного огня.

Чтобы стрелок мог удерживать оружие, не касаясь раскаленного металла, используется накладка из материала с низкой теплопроводностью. Дерево является хорошим теплоизолятором. Оно медленно проводит тепло, поэтому даже при сильно нагретом стволе внешняя поверхность деревянной накладки остается достаточно прохладной для удержания руками. Таким образом, накладка выполняет функцию термозащитного экрана.

Ответ: Деревянная накладка на стволе винтовки выполняет роль теплоизолятора, защищая руки стрелка от ожогов о горячий металлический ствол во время и после стрельбы.

39.7 [972] Объясните, почему батареи центрального отопления ставят обычно под окнами.

Батареи центрального отопления устанавливают под окнами для наиболее эффективного и равномерного обогрева помещения. Это инженерное решение основано на физическом явлении конвекции — процессе переноса тепла потоками воздуха.

Основные причины такого расположения следующие:

1. Создание тепловой завесы. Окна, даже самые современные, являются главным источником теплопотерь в комнате. Воздух, контактируя с холодной поверхностью стекла, охлаждается, становится плотнее и опускается вниз. Радиатор, расположенный под окном, нагревает воздух. Этот теплый, менее плотный воздух поднимается вверх, навстречу опускающемуся холодному. В результате образуется "тепловая завеса", которая не позволяет холодному воздуху распространяться по полу и создавать неприятные сквозняки.

2. Оптимизация циркуляции воздуха. Расположение радиатора под главным источником холода способствует организации эффективной естественной конвекции во всей комнате. Теплый воздух от батареи поднимается к потолку, затем, перемещаясь к противоположной стене, остывает, опускается и движется обратно к радиатору вдоль пола. Такой круговорот обеспечивает равномерное распределение тепла по всему объему помещения.

3. Предотвращение образования конденсата. Поток теплого воздуха, поднимающийся от радиатора, обдувает и согревает оконное стекло. Это повышает температуру внутренней поверхности окна, что препятствует образованию на нем конденсата (запотеванию) и, как следствие, защищает откосы и подоконник от сырости и появления плесени.

Если бы радиатор находился у внутренней стены, холодный воздух от окна беспрепятственно опускался бы на пол, создавая дискомфорт. Это привело бы к неравномерному распределению температуры в комнате: у пола было бы холодно, а под потолком — жарко.

Ответ: Батареи центрального отопления ставят под окнами для того, чтобы восходящий поток теплого воздуха от радиатора создавал тепловую завесу, которая блокирует нисходящий поток холодного воздуха от окна. Это обеспечивает эффективную циркуляцию воздуха (конвекцию) для равномерного прогрева всего помещения и предотвращает образование конденсата на стеклах.

39.8 [н] Вашу ладонь можно использовать как термодатчик. Прикладывая её к окружающим вас предметам, сделанным из различных материалов, определите на ощупь более и менее холодные. Составьте их перечень в порядке убывания теплопроводности.

Все предметы, которые в течение длительного времени находятся в одном помещении, принимают одинаковую температуру, равную температуре окружающего воздуха (например, $T_{предметов} \approx 20-25^\circ \text{C}$). Температура человеческого тела, как правило, выше комнатной и составляет около $T_{тела} \approx 36.6^\circ \text{C}$. Когда мы прикасаемся ладонью к какому-либо предмету, начинается процесс теплопередачи: поскольку наша рука теплее, тепло от нее переходит к предмету.

Ощущение "холода" или "тепла" от прикосновения к предмету определяется не его температурой (которая у всех предметов в комнате одинакова), а скоростью отвода тепла от нашей руки. Эта скорость, в свою очередь, зависит от физического свойства материала, называемого теплопроводностью.

Материалы с высокой теплопроводностью, такие как металлы, очень быстро отводят тепло от ладони. Из-за этой быстрой и интенсивной потери тепла рецепторы на коже посылают в мозг сигнал, который мы интерпретируем как ощущение сильного холода.

Материалы с низкой теплопроводностью, являющиеся теплоизоляторами (например, дерево, пластик, шерсть), отводят тепло от руки очень медленно. Потеря тепла невелика, поэтому такие предметы на ощупь кажутся нам "теплыми" или, по крайней мере, не такими холодными.

Таким образом, используя ладонь в качестве термодатчика, можно составить рейтинг материалов по их теплопроводности. Чем холоднее кажется предмет при комнатной температуре, тем выше его теплопроводность.

Перечень материалов в порядке убывания теплопроводности

Проведя небольшой эксперимент и прикасаясь к различным предметам в комнате, можно составить следующий примерный список. Предметы, которые ощущаются как самые холодные, будут стоять в начале списка (наибольшая теплопроводность), а те, что ощущаются как самые теплые — в конце (наименьшая теплопроводность).

1. Металл (например, стальная ножка стула, алюминиевый радиатор, ложка). Ощущается как самый холодный материал из-за очень высокой скорости отвода тепла.
2. Камень, керамика, кафель (например, гранитная столешница, керамическая чашка, плитка на полу). Также ощущаются очень холодными, но, как правило, немного "теплее" металла.
3. Стекло (например, оконное стекло, стеклянный стакан). Хорошо проводит тепло и на ощупь кажется холодным.
4. Дерево (например, деревянный стол, стул, паркет). Ощущается заметно теплее, чем металл или стекло, так как его теплопроводность значительно ниже.
5. Пластик (например, корпус пульта дистанционного управления, компьютерная мышь). Как правило, ощущается еще теплее, чем дерево.
6. Бумага и картон (например, книга, картонная коробка). Ощущаются почти нейтральными по температуре.
7. Ткань (особенно шерсть), вата, пенопласт (например, шерстяной свитер, ковер, мягкая игрушка). Ощущаются теплыми, так как являются очень плохими проводниками тепла (хорошими теплоизоляторами). Их низкая теплопроводность во многом обусловлена наличием воздуха между волокнами или в порах.

Ответ: Примерный перечень материалов в порядке убывания их теплопроводности (от тех, что на ощупь самые холодные, до самых теплых): металл, камень/керамика, стекло, дерево, пластик, бумага/картон, ткань (шерсть, вата).

39.9 [949] Приведите несколько примеров для каждого из трёх известных вам видов теплообмена. Оформите ответ в виде таблицы.

Решение

Существует три вида теплообмена: теплопроводность, конвекция и излучение. Примеры для каждого из них представлены в таблице.

Ответ:

Примеры для каждого из трёх видов теплообмена приведены в таблице.

39.10 [946] В каком случае процесс теплообмена произойдёт быстрее: если в горячую воду наливать холодную, если в холодную наливать горячую при тех же массах?

Решение

Скорость процесса теплообмена при смешивании жидкостей разной температуры зависит от интенсивности их перемешивания. Основным механизмом перемешивания в данном случае является естественная конвекция, которая возникает из-за разности плотностей горячей и холодной воды. Плотность горячей воды меньше плотности холодной воды.

Рассмотрим два случая:

1. В горячую воду наливают холодную. Холодная вода, как более плотная, будет опускаться на дно сосуда, а горячая, менее плотная, останется в верхних слоях. Такое распределение жидкости (более плотная внизу, менее плотная наверху) является устойчивым. Естественная конвекция будет затруднена, и перемешивание будет происходить медленно, в основном за счет теплопроводности на границе слоев, что является менее эффективным процессом.

2. В холодную воду наливают горячую. Горячая вода, как менее плотная, сначала окажется на поверхности холодной воды. Однако при контакте слоев начнется теплообмен: верхние слои холодной воды нагреются, их плотность уменьшится, и они начнут подниматься. Одновременно нижние слои горячей воды остынут, их плотность увеличится, и они начнут опускаться. Такое распределение (менее плотная жидкость наверху, более плотная внизу) неустойчиво при теплообмене и приводит к возникновению интенсивных конвекционных потоков. Эти потоки эффективно перемешивают всю массу воды, что значительно ускоряет процесс установления теплового равновесия.

Таким образом, процесс теплообмена произойдет быстрее во втором случае.

Ответ: процесс теплообмена произойдёт быстрее, если в холодную воду наливать горячую, так как в этом случае возникают интенсивные конвекционные потоки, способствующие быстрому перемешиванию воды.

39.11 [947] Почему в прудах, лунках, озёрах лёд появляется вначале на поверхности?

39.11 [947]

Появление льда на поверхности водоёмов (прудов, лунок, озёр) связано с уникальным свойством воды — её аномальной зависимостью плотности от температуры. При охлаждении водоёма с поверхности, верхние слои воды становятся холоднее, их плотность увеличивается, и они опускаются вниз. На их место поднимается более тёплая вода снизу. Этот процесс перемешивания, называемый конвекцией, продолжается до тех пор, пока вся масса воды не достигнет температуры $t \approx +4\ \text{°C}$. Именно при этой температуре плотность пресной воды максимальна.

Когда вся толща воды охладилась до $+4\ \text{°C}$, процесс меняется. При дальнейшем охлаждении поверхностного слоя его температура опускается ниже $+4\ \text{°C}$. Здесь проявляется аномалия воды: в диапазоне от $+4\ \text{°C}$ до $0\ \text{°C}$ её плотность не увеличивается, а, наоборот, уменьшается. Это означает, что более холодная вода (например, $+3\ \text{°C}$, $+2\ \text{°C}$) становится легче, чем нижележащие слои с температурой $+4\ \text{°C}$, и поэтому остаётся на поверхности. Конвекция прекращается.

Таким образом, именно верхний, самый холодный и лёгкий слой воды первым достигает температуры замерзания ($t = 0\ \text{°C}$) и превращается в лёд. Плотность льда ($\rho_{\text{льда}} \approx 917 \text{ кг/м}^3$) значительно меньше плотности воды ($\rho_{\text{воды}} \approx 1000 \text{ кг/м}^3$), поэтому образовавшийся лёд не тонет, а остаётся плавать на поверхности, формируя ледяной покров.

Ответ: Лёд появляется сначала на поверхности, потому что вода имеет максимальную плотность при температуре $+4\ \text{°C}$. При дальнейшем охлаждении поверхностные слои воды (с температурой от $+4\ \text{°C}$ до $0\ \text{°C}$) становятся менее плотными, чем более тёплые нижние слои, и остаются наверху. Достигнув $0\ \text{°C}$, эта вода замерзает. Образовавшийся лёд также имеет меньшую плотность, чем вода, и поэтому плавает на поверхности.

39.12 [953] Медный и стеклянный сосуды одинаковой массы и вместимости одновременно заполнили горячей водой. В каком сосуде быстрее закончится процесс теплообмена?

Процесс теплообмена закончится быстрее в медном сосуде. Рассмотрим почему.

Процесс теплообмена в данном случае — это остывание системы «горячая вода + сосуд» до температуры окружающей среды. Скорость этого процесса зависит от двух основных факторов: количества теплоты, которое система должна отдать, и интенсивности теплопередачи от системы в окружающую среду.

1. Интенсивность теплопередачи.

Основным фактором, определяющим скорость остывания, является теплопроводность материала сосуда. Теплопроводность — это способность материала проводить тепло.

• Медь — это металл с очень высокой теплопроводностью ($ \lambda_{м} \approx 400 \text{ Вт/(м·К)} $).
• Стекло — это диэлектрик с очень низкой теплопроводностью ($ \lambda_{с} \approx 1 \text{ Вт/(м·К)} $).

2. Количество отдаваемой теплоты.

По условию, масса сосудов ($m_с$) и их вместимость (объем, а значит и масса воды $m_в$) одинаковы. При заливании горячей воды с температурой $T_в$ в сосуды, имеющие начальную температуру окружающей среды $T_{окр}$, происходит теплообмен между водой и сосудом, в результате чего устанавливается некоторая общая начальная температура системы $T_{нач}$. Эта температура будет разной для двух сосудов, так как у меди и стекла разные удельные теплоемкости:

• Удельная теплоемкость меди: $ c_{м} \approx 385 \text{ Дж/(кг·К)} $.
• Удельная теплоемкость стекла: $ c_{с} \approx 840 \text{ Дж/(кг·К)} $.

Вывод.

Несмотря на то, что системе со стеклянным сосудом нужно отдать немного меньше тепла, решающим фактором является огромная разница в теплопроводности материалов. Высочайшая теплопроводность меди обеспечит настолько более интенсивный теплообмен с окружающей средой, что это с лихвой компенсирует небольшую разницу в начальной температуре. Поэтому система «вода + медный сосуд» остынет до температуры окружающей среды значительно быстрее.

Ответ: Процесс теплообмена быстрее закончится в медном сосуде.

39.13 [954] Почему вы обжигаете губы, когда пьёте чай из металлической кружки, и не обжигаете, когда пьёте из фарфоровой кружки? (Температура чая одинаковая.)

Это явление объясняется фундаментальным различием в физических свойствах металла и фарфора, а именно в их теплопроводности. Хотя температура чая и, следовательно, самой кружки в обоих случаях одинакова, скорость передачи тепла от кружки к вашим губам кардинально отличается.

Металлы обладают очень высокой теплопроводностью. Это означает, что они способны очень быстро и эффективно передавать тепловую энергию. Когда вы касаетесь губами горячей металлической кружки, тепло от точки контакта мгновенно передается вашей коже. Более того, тепло, которое ваши губы "забрали" у этого участка кружки, немедленно восполняется за счет быстрого притока тепла от всей остальной массы горячего металла. В результате на ваши губы воздействует интенсивный и непрерывный поток тепла, что приводит к быстрому нагреву тканей и ощущению ожога.

Фарфор (вид керамики), напротив, является плохим проводником тепла, то есть теплоизолятором. Его теплопроводность в десятки, а то и в сотни раз ниже, чем у металлов. Когда вы прикасаетесь к горячей фарфоровой кружке, она также начинает отдавать тепло вашим губам, но делает это очень медленно. Тепло отводится от точки контакта медленно, и приток тепла от других частей кружки к этому месту также очень медленный. Скорость передачи тепла оказывается недостаточной, чтобы вызвать резкое повышение температуры кожи и повредить ткани. Поэтому вы не чувствуете ожога.

Таким образом, ощущение ожога зависит не только от температуры контактирующего объекта, но и от скорости передачи тепловой энергии, которая определяется теплопроводностью материала.

Ответ: Мы обжигаем губы о металлическую кружку из-за её высокой теплопроводности, которая обеспечивает быструю и интенсивную передачу тепла от горячей кружки к губам. Фарфоровая кружка обладает низкой теплопроводностью, поэтому тепло от неё передается медленно, не успевая вызвать ожог, несмотря на то, что её температура такая же, как и у металлической.

39.14 [955] В каком чайнике вода скорее нагреется: в новом или старом, на стенках которого имеется накипь? (Чайники одинаковые.)

Решение

Для ответа на этот вопрос необходимо рассмотреть процесс теплопередачи от источника тепла (например, конфорки плиты) к воде внутри чайника. Скорость нагрева воды напрямую зависит от того, насколько эффективно тепло передается через дно и стенки чайника.

Накипь, которая со временем образуется на внутренних стенках старого чайника, представляет собой слой минеральных отложений (в основном солей кальция и магния). Эти вещества обладают очень низкой теплопроводностью. Для сравнения, теплопроводность металлов, из которых делают чайники (сталь, алюминий), в десятки и сотни раз выше теплопроводности накипи.

Следовательно, слой накипи играет роль теплоизолятора. Он создает дополнительное препятствие на пути теплового потока от раскаленного дна чайника к воде. Из-за этого значительная часть тепла уходит на нагрев самого слоя накипи, а передача энергии воде замедляется.

В новом чайнике, где накипь отсутствует, тепло от металла передается непосредственно воде. Этот процесс происходит гораздо быстрее и эффективнее.

Таким образом, при прочих равных условиях (одинаковая мощность нагревателя, одинаковое количество воды) вода быстрее закипит в новом чайнике без накипи.

Ответ: Вода скорее нагреется в новом чайнике.

39.15 [956] Если температура в комнате $16^\circ C$, то нам не холодно, но если войти в воду, температура которой $20^\circ C$, то мы ощущаем довольно сильный холод. Почему?

Решение

Ощущение холода человеком связано не с самой температурой окружающей среды, а со скоростью, с которой наше тело теряет тепло. Тепло всегда передается от более нагретого тела к менее нагретому. Нормальная температура человеческого тела составляет около $36,6 \text{ °C}$, поэтому и в воздухе при $16 \text{ °C}$, и в воде при $20 \text{ °C}$ наше тело будет отдавать тепло.

Ключевое различие между водой и воздухом заключается в их теплопроводности и теплоемкости.

1. Теплопроводность — это способность вещества передавать тепло. Теплопроводность воды примерно в 25 раз выше, чем у воздуха. Это означает, что вода отводит тепло от поверхности нашего тела гораздо эффективнее и быстрее, чем воздух.

2. Теплоемкость — это количество теплоты, которое вещество может поглотить при изменении своей температуры. Вода также обладает значительно большей теплоемкостью, чем воздух. Она может поглотить большое количество тепла от нашего тела, при этом ее собственная температура почти не изменится. Это обеспечивает постоянный и интенсивный отвод тепла.

Таким образом, когда мы находимся в комнате с температурой воздуха $16 \text{ °C}$, наше тело теряет тепло медленно, так как воздух является хорошим теплоизолятором. Когда же мы входим в воду с температурой $20 \text{ °C}$, наше тело начинает терять тепло очень быстро из-за высокой теплопроводности воды. Именно эту интенсивную потерю тепла наш организм воспринимает как сильное ощущение холода, несмотря на то, что температура воды выше, чем температура воздуха.

Ответ:

Это происходит потому, что вода обладает гораздо большей теплопроводностью, чем воздух. Из-за этого в воде тело человека теряет тепло значительно быстрее, чем на воздухе. Интенсивная потеря тепла и вызывает ощущение сильного холода, даже если температура воды выше температуры воздуха.

$39.16^\circ$ [$957^\circ$] Если деревянный цилиндр, инкрустированный металлом, обернуть листом бумаги и подержать над пламенем спиртовки (рис. VI-6), то

Рис. VI-6

бумага обугливается сначала в местах, не соприкасающихся с металлом. Почему?

Решение

Данное явление объясняется различием в теплопроводности материалов, из которых состоит цилиндр — дерева и металла. Теплопроводность — это способность вещества передавать тепловую энергию.

Металл обладает очень высокой теплопроводностью. Когда участок бумаги, который соприкасается с металлической вставкой, нагревается пламенем, металл быстро отводит от этого участка тепло и распределяет его по всему своему объему. Из-за этого интенсивного отвода тепла температура бумаги над металлом не успевает подняться до температуры ее возгорания (или обугливания, которая составляет примерно 233°C).

Дерево, наоборот, является плохим проводником тепла, то есть обладает низкой теплопроводностью. Когда пламя нагревает бумагу, находящуюся над деревянной частью цилиндра, тепло отводится от бумаги очень медленно. Почти вся энергия, получаемая от пламени, идет на нагрев самой бумаги. В результате ее температура быстро достигает точки обугливания, и бумага в этих местах чернеет.

Таким образом, разница в скорости нагрева бумаги над разными материалами приводит к тому, что над деревом она обугливается, а над металлом — нет.

Ответ: Металл является хорошим проводником тепла (обладает высокой теплопроводностью) и быстро отводит тепло от соприкасающегося с ним участка бумаги, не позволяя ему нагреться до температуры обугливания. Дерево — плохой проводник тепла (обладает низкой теплопроводностью), поэтому тепло от бумаги практически не отводится, она быстро нагревается до температуры обугливания и чернеет.