Номер 24, страница 92, часть 3 - гдз по физике 9 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 3. Задания для подготовки к основному государственному экзамену по физике. Вариант 2 - номер 24, страница 92.

Условие.

Задание 24 представляет собой вопрос, на который необходимо дать письменный ответ. Полный ответ должен содержать не только ответ на вопрос, но и его развёрнутое, логически связанное обоснование.

24. В помещении при комнатной температуре достаточно долгое время лежали гвоздь и карандаш. На ощупь гвоздь кажется прохладным, а карандаш — тёплым. Как объяснить различие в ощущениях? Ответ поясните.

Решение.

Решение

Поскольку гвоздь и карандаш достаточно долгое время находились в помещении при комнатной температуре, они достигли состояния теплового равновесия с окружающей средой. Это означает, что их температуры одинаковы и равны температуре воздуха в комнате ($T_{гвоздя} = T_{карандаша} = T_{комнаты}$).

Температура человеческого тела (около $36,6^{\circ}\text{С}$) обычно выше комнатной температуры. Когда мы дотрагиваемся до предмета, который холоднее нашего тела, начинается процесс теплопередачи — тепло уходит от нашей руки к предмету. Ощущение «холода» или «тепла» зависит не от самой температуры предмета, а от интенсивности (скорости) этого теплообмена.

Гвоздь сделан из металла, а карандаш — из дерева. Эти материалы имеют разную теплопроводность. Теплопроводность — это способность вещества проводить тепло. Металлы являются хорошими проводниками тепла (имеют высокую теплопроводность), а дерево — плохим проводником тепла, то есть теплоизолятором (имеет низкую теплопроводность).

Когда мы касаемся металлического гвоздя, из-за его высокой теплопроводности тепло от нашей руки начинает быстро и интенсивно отводиться. Наша кожа воспринимает эту быструю потерю тепла как ощущение холода. Поэтому гвоздь кажется прохладным.

Прикоснувшись к деревянному карандашу, мы также отдаем ему тепло, но, поскольку дерево — плохой проводник, тепло отводится от руки очень медленно. Скорость оттока тепла мала, и мы не ощущаем холода. По сравнению с гвоздем карандаш кажется нам тёплым.

Таким образом, разница в ощущениях вызвана исключительно разницей в теплопроводности материалов.

Ответ: Различие в ощущениях объясняется разной теплопроводностью материалов, из которых сделаны гвоздь и карандаш. Несмотря на одинаковую температуру, равную комнатной, металл (гвоздь) обладает высокой теплопроводностью и быстро отводит тепло от руки, создавая ощущение холода. Дерево (карандаш), обладая низкой теплопроводностью, отводит тепло от руки медленно, поэтому карандаш кажется теплее.