Номер 4, страница 30 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин, Иванов

4. В два стакана, стеклянный и алюминиевый, одинаковой ёмкости и массы одновременно наливают одинаковое количество горячей воды. Прикасаясь руками к стаканам, обнаруживают, что один стакан (какой?) прогрелся быстрее, хотя удельная теплоёмкость стекла и алюминия почти одинаковая. Объясните явление.

Быстрее прогреется алюминиевый стакан.

Хотя удельные теплоёмкости стекла и алюминия, а также их массы по условию задачи почти одинаковы, ключевую роль в скорости нагревания внешней поверхности стакана играет другое физическое свойство — теплопроводность.

Удельная теплоёмкость ($c$) определяет, какое количество теплоты ($Q$) необходимо сообщить телу массой ($m$), чтобы изменить его температуру на ($\Delta T$), согласно формуле $Q = c \cdot m \cdot \Delta T$. Так как эти параметры для обоих стаканов близки, им потребуется примерно одинаковое количество энергии для нагрева.

Однако скорость, с которой эта энергия (теплота) передается от горячей воды внутри стакана к его внешней стенке, определяется теплопроводностью материала. Алюминий, как и все металлы, является очень хорошим проводником тепла (обладает высокой теплопроводностью). Стекло, наоборот, является плохим проводником тепла (обладает низкой теплопроводностью).

Из-за высокой теплопроводности алюминия тепло от воды очень быстро распространяется по всему объёму стакана, и его внешняя поверхность быстро становится горячей на ощупь. В стеклянном стакане тепло передаётся через его стенки гораздо медленнее, поэтому его внешняя поверхность будет оставаться прохладной значительно дольше.

Таким образом, ощущение, что алюминиевый стакан прогрелся быстрее, объясняется его высокой теплопроводностью по сравнению с низкой теплопроводностью стекла.

Ответ: Алюминиевый стакан прогреется быстрее. Это явление объясняется тем, что алюминий имеет значительно более высокую теплопроводность, чем стекло. Благодаря этому тепло от горячей воды быстро передаётся к внешней поверхности стакана, в то время как в стеклянном стакане этот процесс происходит намного медленнее.