Номер 5, страница 83 - гдз по физике 8 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 3. Тепловые явления. Параграф 21. Теплопроводность. Задание 20 - номер 5, страница 83.

Условие.

5. В каком случае быстрее растает лёд: если в комнате его положить на открытом месте или накрыть шубой?

Решение.

Решение

Процесс таяния льда (плавление) — это фазовый переход из твёрдого состояния в жидкое, для которого требуется энергия в виде теплоты. Скорость таяния льда зависит от того, как быстро он получает эту теплоту из окружающей среды. В данном случае окружающая среда — это комната, температура воздуха в которой значительно выше температуры плавления льда ($0^\circ C$).

Рассмотрим два варианта:

1. Лёд лежит на открытом месте. В этом случае происходит активный теплообмен между льдом и тёплым воздухом в комнате. Тепло передаётся льду за счёт конвекции (постоянное движение воздуха, при котором тёплые слои контактируют со льдом), теплопроводности (через поверхность, на которой лежит лёд, и через сам воздух) и теплового излучения от стен и предметов в комнате.

2. Лёд накрыт шубой. Основное свойство шубы — быть хорошим теплоизолятором. Она не "греет" сама по себе, а лишь замедляет передачу тепла. Это происходит потому, что между ворсинками меха содержится большое количество неподвижного воздуха, который является очень плохим проводником тепла. Таким образом, шуба создаёт барьер, который значительно уменьшает скорость поступления тепла от окружающей среды ко льду. Скорость теплового потока $P = \frac{\Delta Q}{\Delta t}$ через слой материала можно описать как $P = k \cdot A \cdot \frac{\Delta T}{L}$, где $\text{k}$ — коэффициент теплопроводности. У шубы, благодаря неподвижному воздуху, коэффициент $\text{k}$ очень низкий. Это означает, что тепло будет передаваться ко льду очень медленно.

Сравнивая два случая, можно сделать вывод, что лёд на открытом месте получает тепло значительно интенсивнее, чем лёд под шубой. Следовательно, и таять он будет быстрее.

Ответ: Лёд быстрее растает, если в комнате его положить на открытом месте.