Номер 153, страница 87, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Материалы для повторения при подготовке к экзамену. 5. Тепловые явления - номер 153, страница 87.

Условие.

153. Термос представляет собой две колбы, из пространства между которыми откачан воздух. Объясните, почему откачивают воздух. Будет ли термос сохранять холод так же хорошо, как и тепло?

Решение.

Объясните, почему откачивают воздух.

Решение: Передача тепла от одного тела к другому может происходить тремя способами: теплопроводностью, конвекцией и тепловым излучением. Конструкция термоса призвана минимизировать все эти виды теплопередачи.

Теплопроводность — это передача тепла при непосредственном контакте частиц вещества. Конвекция — это перенос тепла потоками жидкости или газа. Для обоих этих процессов необходима среда (вещество), через которую будет передаваться тепло.

Откачивая воздух из пространства между внутренней и внешней колбами, создают вакуум. Вакуум — это пространство, практически свободное от частиц вещества. В отсутствие вещества (молекул воздуха) передача тепла через теплопроводность и конвекцию становится почти невозможной, так как нет среды, которая могла бы проводить тепло или в которой могли бы возникать конвекционные потоки. Это значительно улучшает теплоизоляционные свойства сосуда.

Ответ: Воздух откачивают для создания вакуумной прослойки между стенками термоса, чтобы практически полностью исключить передачу тепла за счет теплопроводности и конвекции.

Будет ли термос сохранять холод так же хорошо, как и тепло?

Решение: Основная функция термоса — препятствовать теплообмену между его содержимым и окружающей средой. Согласно законам термодинамики, тепло всегда передается от более нагретого тела к более холодному.

Если в термос налита горячая жидкость, то тепло стремится выйти из термоса в более холодную окружающую среду. Если же в термосе находится холодное содержимое, то тепло из более теплой окружающей среды стремится проникнуть внутрь термоса.

Конструктивные особенности термоса (вакуумная прослойка, посеребренные стенки для отражения теплового излучения) одинаково эффективно работают в обоих направлениях. Они препятствуют передаче тепла независимо от того, в какую сторону направлен тепловой поток — изнутри наружу или снаружи внутрь. Таким образом, термос одинаково хорошо противостоит как остыванию горячего, так и нагреванию холодного.

Ответ: Да, термос будет сохранять холод так же хорошо, как и тепло, поскольку его изолирующие свойства одинаково эффективно препятствуют теплообмену в любом направлении.