Номер 3, страница 58 - гдз по физике 8 класс учебник Изергин

Глава I. Тепловые явления. Качественные задачи к главе 1 - номер 3, страница 58.

Условие.

3. Почему газы имеют малую теплопроводность?

Решение.

Теплопроводность представляет собой процесс переноса тепловой энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым за счёт теплового движения и взаимодействия микрочастиц (атомов, молекул). Этот механизм работает по-разному в веществах, находящихся в разных агрегатных состояниях.

В газах перенос тепла осуществляется в основном путём столкновения хаотически движущихся молекул. Молекулы в более горячей области обладают большей кинетической энергией (движутся быстрее). Сталкиваясь с более медленными молекулами из холодной области, они передают им часть своей энергии. Этот процесс повторяется от молекулы к молекуле, что и приводит к передаче тепла.

Малая теплопроводность газов обусловлена их молекулярным строением. Ключевыми факторами являются:

1. Большие расстояния между молекулами. В газах молекулы находятся на значительном удалении друг от друга, в отличие от жидкостей и твёрдых тел, где частицы расположены плотно. Это приводит к очень низкой плотности газа, то есть в заданном объёме содержится мало частиц, способных переносить энергию.

2. Низкая частота столкновений. Из-за больших расстояний между молекулами они сталкиваются друг с другом относительно редко. Поскольку передача энергии происходит именно в момент столкновения, редкие столкновения означают медленный процесс переноса тепла через весь объём газа.

Для сравнения, в твёрдых телах (особенно в металлах) теплопередача происходит за счёт колебаний атомов в кристаллической решётке и движения свободных электронов. Частицы расположены очень близко, что обеспечивает быструю и эффективную передачу энергии. В жидкостях молекулы также находятся близко друг к другу, поэтому, несмотря на отсутствие строгой структуры, их частые столкновения обеспечивают значительно лучшую теплопроводность, чем у газов.

Таким образом, именно разрежённость — большое межмолекулярное расстояние и низкая плотность — делает газы плохими проводниками тепла и, следовательно, хорошими теплоизоляторами. Это свойство широко применяется на практике, например, в воздушных прослойках стеклопакетов или в пористых теплоизоляционных материалах.

Ответ: Газы имеют малую теплопроводность, потому что их молекулы находятся на больших расстояниях друг от друга. Это приводит к низкой плотности вещества и редким столкновениям между молекулами, из-за чего процесс передачи энергии от одной частицы к другой происходит очень медленно.