Номер 1, страница 30 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин

Вопросы после параграфа. § 7. Теплопроводность. Глава 1. Тепловые явления - номер 1, страница 30.

1. Каков механизм передачи энергии по металлическому стержню при его нагревании?

1. Каков механизм передачи энергии по металлическому стержню при его нагревании?

Механизм передачи энергии по металлическому стержню при его нагревании обусловлен его внутренним строением. Металлы состоят из ионов, образующих кристаллическую решётку, и свободных электронов ("электронного газа"), которые хаотично движутся между ионами. Передача энергии происходит двумя путями:

1. Передача энергии колебаниями кристаллической решётки. Когда один конец стержня нагревается, ионы в этой области получают энергию и начинают колебаться с большей амплитудой. За счёт сил межатомного взаимодействия эти колебания передаются соседним ионам вдоль стержня. Так энергия распространяется от горячей части к холодной. Этот механизм есть во всех твёрдых телах.
2. Перенос энергии свободными электронами. Это главный механизм, объясняющий, почему металлы являются очень хорошими проводниками тепла. Свободные электроны в нагретой части стержня приобретают большую кинетическую энергию. Они быстро движутся по всему объёму металла и, сталкиваясь с ионами и другими электронами в более холодных областях, передают им часть своей энергии. Этот процесс происходит гораздо быстрее, чем передача энергии через колебания решётки, поэтому вклад свободных электронов в теплопроводность металлов является определяющим.

Ответ: Передача энергии по металлическому стержню происходит за счёт двух механизмов: 1) передачи колебаний от одних ионов кристаллической решётки к другим и 2) переноса энергии свободными электронами, которые, двигаясь от горячего конца к холодному, передают энергию ионам при столкновениях. Второй механизм является доминирующим и обуславливает высокую теплопроводность металлов.

2. В чём состоит процесс теплопроводности?

Теплопроводность — это вид теплопередачи, при котором внутренняя энергия переносится от более нагретых частей тела (или от более нагретых тел) к менее нагретым (или к менее нагретым телам) в результате хаотического движения и взаимодействия частиц, из которых состоят тела (атомов, молекул, ионов, электронов).

Ключевые особенности процесса теплопроводности:

• Он происходит непосредственно внутри вещества или при контакте двух тел.
• При теплопроводности не происходит переноса самого вещества в целом, передаётся только энергия.
• Скорость процесса зависит от разности температур между участками тела и от способности вещества проводить тепло (его коэффициента теплопроводности).

В разных агрегатных состояниях механизм теплопроводности имеет свои особенности:

• В твёрдых телах (неметаллах) энергия передаётся в основном за счёт колебаний атомов или ионов в узлах кристаллической решётки.
• В металлах к колебаниям решётки добавляется гораздо более эффективный перенос энергии свободными электронами.
• В жидкостях и газах энергия передаётся при столкновениях и диффузии молекул. Так как частицы в них расположены дальше друг от друга, чем в твёрдых телах, теплопроводность жидкостей и особенно газов, как правило, значительно ниже.

Ответ: Процесс теплопроводности состоит в переносе энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым в результате хаотичного движения и взаимодействия составляющих его частиц (атомов, молекул, электронов) без переноса самого вещества.