Номер 2, страница 88 - гдз по физике 8 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 3. Тепловые явления. Параграф 24. Количество теплоты. Удельная теплоёмкость вещества. Вопросы в начале параграфа - номер 2, страница 88.

Условие.

✓ Какие существуют виды теплопередачи?

Решение.

Теплопередача, или теплообмен, — это процесс переноса внутренней энергии от более нагретых частей тела к менее нагретым. Существует три фундаментальных вида теплопередачи, которые часто действуют совместно.

Теплопроводность
Это вид теплопередачи, при котором энергия передается от одних частиц вещества (атомов, молекул, ионов) к другим в результате их непосредственного столкновения и взаимодействия. Важно, что при теплопроводности не происходит переноса самого вещества, передается только энергия колебательного и поступательного движения частиц. Этот механизм характерен для всех агрегатных состояний вещества, но наиболее эффективно проявляется в твердых телах. Например, в металлах основными переносчиками тепла являются свободные электроны, что обуславливает их высокую теплопроводность.
Пример: если один конец металлического стержня нагревать, то через некоторое время другой его конец также станет горячим. Тепло передается по стержню от молекулы к молекуле.
Скорость переноса тепла теплопроводностью описывается законом Фурье: $Q = -k \cdot A \cdot \frac{\Delta T}{\Delta x}$, где $\text{Q}$ — тепловой поток, $\text{k}$ — коэффициент теплопроводности материала, $\text{A}$ — площадь поперечного сечения, а $\frac{\Delta T}{\Delta x}$ — градиент (изменение) температуры.
Ответ: Теплопроводность — это перенос энергии в результате непосредственного взаимодействия частиц вещества (атомов, молекул) без переноса самого вещества.

Конвекция
Это вид теплопередачи, который осуществляется потоками (струями) жидкости или газа. В отличие от теплопроводности, здесь происходит перенос самого вещества. Нагретые слои жидкости или газа обычно расширяются, их плотность уменьшается, и под действием выталкивающей силы (силы Архимеда) они поднимаются вверх. На их место опускаются более холодные и плотные слои. Этот процесс создает циркулирующие потоки, называемые конвективными, которые и переносят тепло.
Различают два вида конвекции:
Естественная (свободная) конвекция: возникает самопроизвольно из-за разности температур и, как следствие, плотностей в поле силы тяжести (например, нагрев воды в чайнике снизу, возникновение ветров).
Вынужденная конвекция: происходит под действием внешних сил, создаваемых насосами, вентиляторами или при перемешивании (например, работа фена, охлаждение процессора компьютера кулером).
Пример: обогрев комнаты радиатором отопления. Воздух рядом с горячим радиатором нагревается, становится легче, поднимается к потолку, а его место занимает более холодный и плотный воздух, который опускается вниз.
Ответ: Конвекция — это перенос тепла потоками жидкости или газа в результате перемещения самого вещества.

Излучение (тепловое излучение)
Это вид теплопередачи, при котором энергия переносится с помощью электромагнитных волн, преимущественно в инфракрасном диапазоне. Для этого процесса не требуется наличие какой-либо среды, поэтому излучение является единственным способом передачи тепла в вакууме. Любое тело, температура которого выше абсолютного нуля ($-273,15 °C$ или $\text{0}$ K), испускает (излучает) тепловую энергию. Интенсивность излучения тем выше, чем выше температура тела. Тела также способны поглощать излучение.
Пример: тепло, которое мы ощущаем от Солнца, доходит до Земли через вакуум космоса именно путем излучения. Другие примеры — тепло от костра, от раскаленной спирали электроплиты или от инфракрасного обогревателя.
Мощность теплового излучения абсолютно черного тела описывается законом Стефана–Больцмана: $P = \sigma \cdot A \cdot T^4$, где $\text{P}$ — мощность излучения, $\sigma$ — постоянная Стефана–Больцмана, $\text{A}$ — площадь поверхности, $\text{T}$ — абсолютная температура тела.
Ответ: Излучение — это перенос энергии посредством электромагнитных волн, который может происходить в любой среде, в том числе и в вакууме.