Номер 3, страница 30 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин

Вопросы после параграфа. § 7. Теплопроводность. Глава 1. Тепловые явления - номер 3, страница 30.

3. Объясните плохую теплопроводность газов на основе МКТ.

3. Согласно молекулярно-кинетической теории (МКТ), вещество состоит из мельчайших частиц (молекул, атомов), которые находятся в непрерывном хаотическом движении. Внутренняя энергия тела связана с кинетической энергией движения этих частиц. Теплопроводность — это вид теплопередачи, при котором перенос энергии от более нагретых частей тела к менее нагретым происходит в результате непосредственного взаимодействия и столкновения частиц вещества.

Плохая теплопроводность газов объясняется ключевыми положениями МКТ об их строении:

1. Большие расстояния между молекулами. Основная особенность газообразного состояния заключается в том, что среднее расстояние между молекулами газа значительно превышает их собственные размеры. Это приводит к очень низкой плотности и концентрации частиц в единице объема по сравнению с жидкостями и твердыми телами.
2. Низкая частота столкновений. Передача энергии в процессе теплопроводности происходит именно при столкновениях частиц. Молекула из более горячей области, обладающая большей кинетической энергией, должна столкнуться с молекулой из более холодной области, чтобы передать ей часть своей энергии. Поскольку молекулы в газе находятся далеко друг от друга, такие столкновения происходят относительно редко.

Таким образом, процесс переноса энергии через газ является очень медленным и неэффективным. "Горячей" молекуле нужно пролететь большое расстояние (длину свободного пробега), прежде чем она передаст свою энергию дальше. В отличие от газов, в твердых телах атомы расположены близко друг к другу в узлах кристаллической решетки, и энергия быстро передается по цепочке через их колебания. В жидкостях частицы также находятся близко, что обеспечивает гораздо более частые столкновения, чем в газах.

Именно это свойство газов — плохая теплопроводность — делает их отличными теплоизоляторами, что используется в двойных стеклопакетах, пористых строительных материалах (например, пенопласте) и теплой одежде, где слои воздуха препятствуют потере тепла.

Ответ: Плохая теплопроводность газов на основе МКТ объясняется тем, что молекулы газа находятся на больших расстояниях друг от друга. Вследствие этого столкновения между ними, в ходе которых происходит передача кинетической энергии (теплоты), случаются редко. Это делает процесс переноса энергии в газах очень медленным и неэффективным.