Номер 3, страница 83 - гдз по физике 8 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 3. Тепловые явления. Параграф 21. Теплопроводность. Вопросы для самопроверки - номер 3, страница 83.

Условие.

3. Каков механизм теплопроводности?

Решение.

3. Каков механизм теплопроводности?

Теплопроводность — это один из видов переноса тепловой энергии от более нагретых частей тела к менее нагретым, который происходит за счет хаотического движения и взаимодействия микрочастиц (атомов, молекул, ионов, электронов). Этот процесс приводит к выравниванию температуры в теле, при этом не происходит переноса самого вещества.

Механизм теплопроводности зависит от агрегатного состояния вещества.

В газах и жидкостях:

Перенос энергии осуществляется в основном за счет столкновения и диффузии молекул. Молекулы в более нагретой области обладают большей кинетической энергией. При столкновении с молекулами из более холодной области они передают им часть своей энергии. В жидкостях механизм аналогичен, но из-за меньшего расстояния между молекулами и более сильного межмолекулярного взаимодействия роль столкновений становится более существенной.

В твердых телах (диэлектриках):

В твердых телах, не проводящих электрический ток (диэлектриках), атомы или ионы совершают колебания около положений равновесия в узлах кристаллической решетки. Передача энергии происходит за счет взаимодействия соседних колеблющихся атомов. Колебания распространяются по кристаллу в виде упругих волн, которые в квантовой физике называют фононами. Таким образом, в диэлектриках тепло переносится потоком фононов.

В твердых телах (металлах):

В металлах, помимо колебаний ионов в узлах кристаллической решетки (фононный механизм), существуют свободные электроны (электронный газ), которые могут свободно перемещаться по всему объему металла. Эти электроны активно участвуют в переносе энергии. В более нагретой части металла электроны имеют большую кинетическую энергию. Перемещаясь в более холодные области, они сталкиваются с ионами решетки и другими электронами, передавая им свою избыточную энергию. Электронная теплопроводность вносит основной вклад в общую теплопроводность металлов, поэтому металлы, как правило, являются очень хорошими проводниками тепла. Вклад фононного механизма значительно меньше.

Ответ: Механизм теплопроводности заключается в передаче кинетической энергии от более энергичных частиц (атомов, молекул, свободных электронов) к менее энергичным при их непосредственном взаимодействии (столкновениях, колебаниях). В газах и жидкостях это происходит за счет столкновений и диффузии молекул. В твердых диэлектриках — за счет распространения колебаний кристаллической решетки (фононов). В металлах основной вклад вносит движение и столкновения свободных электронов (электронная теплопроводность), а также колебания ионов решетки (фононная теплопроводность).