Номер 715, страница 81 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

8 класс. Тепловые явления. 30. Способы изменения внутренней энергии тела. Теплопроводность. Конвекция. Излучение - номер 715, страница 81.

Решение.

Решение

Ключевое различие в теплоизоляционных свойствах стены, заполненной опилками, и стены, заполненной только воздухом, заключается в механизме переноса тепла, а именно в наличии или отсутствии конвекции.

Воздух сам по себе является очень плохим проводником тепла, то есть хорошим теплоизолятором. Однако это утверждение справедливо только для неподвижного воздуха.

В случае стены, где пространство между фанерными листами заполнено только воздухом, возникает следующее явление. Из-за разницы температур между теплой внутренней и холодной наружной стенками воздух приходит в движение. Воздух у теплой стенки нагревается, его плотность уменьшается, и он поднимается вверх. У холодной стенки воздух остывает, его плотность увеличивается, и он опускается вниз. В результате образуются циркулирующие потоки воздуха, называемые конвекционными. Эти потоки эффективно переносят тепло от теплой стенки к холодной, что значительно ухудшает теплоизоляционные свойства всей конструкции.

Когда пространство между стенками заполняют опилками, ситуация меняется. Опилки — это пористый материал, который содержит в себе большое количество воздуха. Главная их функция — разбить весь воздушный объем на множество очень маленьких, изолированных ячеек. В таких крошечных замкнутых пространствах движение воздуха (конвекция) практически невозможно. Теплопередача может происходить только за счет теплопроводности через древесные волокна опилок и неподвижный воздух в порах. А так как и древесина, и неподвижный воздух обладают очень низкой теплопроводностью, общие теплоизоляционные свойства такой стены становятся намного выше.

Ответ: Стена, заполненная опилками, является лучшим непроводником тепла, потому что опилки препятствуют движению воздуха и возникновению конвекционных потоков в пространстве между фанерными листами. Конвекция является эффективным способом переноса тепла, и ее устранение значительно улучшает теплоизоляционные свойства стены. Перенос тепла в стене с опилками происходит в основном за счет гораздо менее интенсивного процесса — теплопроводности через опилки и неподвижный воздух в их порах.