Номер 10, страница 5 - гдз по физике 8 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

I. Строение и свойства вещества. Тепловые явления. Выполняем тест - номер 10, страница 5.

Условие.

10. Нагретая металлическая деталь быстрее остынет, если её:

1) положить на деревянную подставку

2) положить на стеклянную подставку

3) положить на стальную плиту

4) подвесить на нити

Решение.

Решение

Скорость остывания нагретой детали зависит от интенсивности ее теплообмена с окружающей средой. Теплообмен может осуществляться тремя способами: теплопроводностью, конвекцией и излучением. Чтобы деталь остыла как можно быстрее, необходимо обеспечить максимальную скорость отвода тепла.

Во всех предложенных вариантах деталь будет отдавать тепло окружающему воздуху посредством конвекции и излучения. Ключевое различие между вариантами заключается в интенсивности отвода тепла через опору за счет теплопроводности. Эффективность этого процесса зависит от коэффициента теплопроводности $ \lambda $ материала, с которым контактирует деталь.

1) положить на деревянную подставку
Дерево является теплоизолятором, его коэффициент теплопроводности очень мал ($ \lambda_{\text{дерева}} \approx 0.15 \ \mathrm{Вт/ (м \cdot K)} $). Отвод тепла от детали к подставке будет незначительным, и деталь будет остывать медленно.

2) положить на стеклянную подставку
Стекло проводит тепло лучше дерева ($ \lambda_{\text{стекла}} \approx 1 \ \mathrm{Вт/ (м \cdot K)} $), но все равно является плохим проводником тепла по сравнению с металлами. Остывание будет происходить быстрее, чем на деревянной подставке, но не так быстро, как при контакте с металлом.

3) положить на стальную плиту
Сталь, как и большинство металлов, обладает высокой теплопроводностью ($ \lambda_{\text{стали}} \approx 50 \ \mathrm{Вт/ (м \cdot K)} $). Это означает, что тепло от нагретой детали будет очень интенсивно передаваться стальной плите. Этот эффективный канал отвода тепла приведет к наиболее быстрому остыванию детали.

4) подвесить на нити
При подвешивании на нити контакт с твердым телом минимален. Нить имеет малую площадь сечения и, как правило, изготовлена из материала с низкой теплопроводностью. Основной теплообмен происходит с воздухом (за счет конвекции и излучения), что менее эффективно, чем теплопроводность через стальную плиту.

Сравнивая все варианты, можно заключить, что самый быстрый отвод тепла и, следовательно, самое быстрое остывание детали произойдет при ее размещении на стальной плите из-за наибольшей теплопроводности стали.

Ответ: 3