Задание №5 — ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для того чтобы ответить на вопрос, какой предмет кажется холоднее или горячее на ощупь, необходимо рассмотреть процесс теплообмена между кожей человека и предметом.

1. Температура предметов: В условии сказано, что на улице 50-градусная жара. Это означает, что и деревянный, и стальной шарики находятся в тепловом равновесии с окружающей средой, и их температура составляет $50 \text{ °C}$. Температура человеческого тела в норме составляет около $36,6 \text{ °C}$. Следовательно, оба шарика горячее кожи человека.

2. Направление теплопередачи: Поскольку температура шариков ($50 \text{ °C}$) выше температуры кожи ($36,6 \text{ °C}$), при прикосновении энергия будет передаваться от шарика к руке. Субъективное ощущение «холоднее» или «горячее» зависит от скорости этой передачи энергии.

3. Роль теплопроводности: Сталь является металлом и обладает высокой теплопроводностью. Это значит, что при контакте стальной шарик будет очень быстро отдавать тепло в точку касания из всего своего объёма. Дерево же является диэлектриком и плохим проводником тепла (низкая теплопроводность). Оно отдаёт энергию медленно, только из тонкого слоя в месте контакта.

4. Сравнение ощущений: Так как сталь передаёт тепло руке гораздо интенсивнее, стальной шарик покажется нам очень горячим. Деревянный шарик, из-за низкой теплопроводности, будет передавать энергию медленно, поэтому на фоне раскалённой стали он будет казаться холоднее.

Таким образом, деревянный шарик кажется холоднее именно из-за того, что его низкая теплопроводность препятствует быстрой передаче тепловой энергии к руке человека.

Ответ: 1

Источник: ФИПИ