Номер 4, страница 25 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин, Иванов

4. Как устроен термос?

Решение

Термос, также известный как сосуд Дьюара, предназначен для длительного сохранения температуры помещенных в него продуктов (как горячих, так и холодных). Его конструкция направлена на максимальное уменьшение теплообмена с окружающей средой. Теплообмен может происходить тремя способами: теплопроводностью, конвекцией и излучением. Конструкция термоса эффективно борется со всеми тремя видами теплопередачи.

Основными элементами термоса являются:

1. Внутренняя колба с двойными стенками. Это главный элемент термоса. Колба изготавливается из стекла или нержавеющей стали и имеет двойные стенки.
2. Вакуум. Пространство между внешней и внутренней стенками колбы делается безвоздушным (создается вакуум). Поскольку для теплопередачи путем теплопроводности и конвекции необходима среда (вещество), вакуум, в котором практически нет частиц, почти полностью исключает эти виды теплообмена между внутренней колбой и внешним корпусом.
3. Зеркальное покрытие. Внутренняя поверхность внешней стенки и внешняя поверхность внутренней стенки колбы покрываются отражающим слоем (например, серебром). Это зеркальное покрытие сводит к минимуму теплопередачу путем теплового излучения. Горячее содержимое излучает тепло, которое отражается от зеркальной поверхности обратно внутрь. Аналогично, внешнее тепловое излучение отражается от зеркальной поверхности наружу, не давая нагреть холодное содержимое.
4. Пробка (крышка). Пробка герметично закрывает горлышко термоса. Ее изготавливают из материалов с низкой теплопроводностью (например, пробка, пластик). Она выполняет две функции:
   • Предотвращает теплообмен через конвекцию, не позволяя воздуху циркулировать между содержимым термоса и окружающей средой.
   • Предотвращает потерю тепла за счет испарения (для горячих жидкостей).
5. Внешний корпус. Он защищает хрупкую внутреннюю колбу (особенно если она стеклянная) от механических повреждений и обеспечивает удобство использования. Между колбой и корпусом обычно находятся специальные амортизирующие прокладки, которые также имеют низкую теплопроводность, чтобы минимизировать передачу тепла через точки контакта.

Таким образом, благодаря вакууму, зеркальным поверхностям и герметичной пробке, термос является эффективным теплоизолятором.

Ответ: термос устроен как сосуд с двойными стенками (сосуд Дьюара), между которыми откачан воздух для создания вакуума. Вакуум предотвращает передачу тепла за счет теплопроводности и конвекции. Поверхности стенок, обращенные друг к другу, делают зеркальными, чтобы уменьшить теплообмен путем излучения. Сверху термос герметично закрывается пробкой из материала с низкой теплопроводностью, что также препятствует конвекции и испарению.