Объяснение особенностей протекания физических явлений · 72 задания
- Задание №5№5
Существует много способов (физических и химических) для разделения смесей. На рисунке представлен один из физических способов разделения смесей. Можно…
Магнитное поле магнита
- Задание №5№5
В теплоизолированной картонной трубке длиной 1 м находится небольшое количество свинцовой дроби. Трубку в вертикальной плоскости переворачивают n раз…
Количество теплоты. Теплоёмкость
- Задание №5№5
Лёгкий алюминиевый шарик, подвешенный на нити, притянулся к поднесённой заряженной стеклянной палочке (см. рисунок). Можно ли сделать однозначный выво…
Проводники и диэлектрики
- Задание №5№5
Изучая колебания пружинного маятника, ученик собрал из пружин разной жёсткости и грузов одинаковой массы четыре установки (см. рисунок). Какую из указ…
Маятники
- Задание №5№5
Необходимо экспериментально установить, зависит ли период колебаний математического маятника от длины нити. Какую из указанных на рисунке пар маятнико…
Маятники
- Задание №5№5
Греческий учёный Герон, живший в I в. н.э., написал несколько книг об инженерном деле. В них он описывал самые разные изобретения, в том числе так наз…
Закон сохранения импульса
- Задание №5№5
Даша на белом листе бумаги красным карандашом нарисовала цветок. Что она увидит, рассматривая при солнечном свете листок с рисунком через зелёный филь…
Явления в природе
- Задание №5№5
Горячий чайник какого цвета – чёрного или белого – при прочих равных условиях остывает быстрее и почему? 1) белый, так как его теплопроводность выше 2…
Виды теплопередачи
- Задание №5№5
На белой бумаге красными чернилами написан текст. Удастся ли ученику прочесть текст через фильтр красного цвета? 1) Не удастся: ученик увидит просто л…
Дисперсия света
- Задание №5№5
Какой снег – грязный или чистый – при прочих равных условиях тает быстрее в солнечную погоду и почему? 1) грязный снег, так как он отражает солнечные…
Виды теплопередачи
- Задание №5№5
Если пластмассовой расчёской тщательно расчесать сухие волосы, а затем поднести расчёску к тонкой струе воды, то можно видеть, как струя изгибается в…
Электризация тел
- Задание №5№5
Два одинаковых бруска льда внесли в тёплое помещение. Первый брусок оставили открытым, а второй обернули шерстяным шарфом, находившимся в том же помещ…
Виды теплопередачи
В две одинаковые по форме и предварительно прогретые чашки (первая чашка изготовлена из керамики, вторая – из стали) налили одинаково горячий кофе и оставили при комнатной температуре. В какой из чашек кофе будет остывать быстрее?
Правильный ответ
1
Пояснение
Решение.
Для того чтобы определить, в какой чашке кофе остынет быстрее, необходимо рассмотреть механизмы теплопередачи от горячего напитка к окружающей среде. Основными путями потери энергии в данном случае являются теплопроводность через стенки сосуда и конвекция (а также излучение) с внешней поверхности чашки.
1. Физическое явление: Теплопроводность — это процесс переноса внутренней энергии от более нагретых частей тела к менее нагретым за счёт хаотического движения частиц. Скорость этого процесса напрямую зависит от коэффициента теплопроводности материала.
2. Сравнение материалов: В условии даны два материала: керамика и сталь. Из курса физики известно, что металлы (в том числе сталь) обладают значительно более высокой теплопроводностью, чем керамика или фарфор. Керамика является хорошим теплоизолятором.
3. Применение к условию: Поскольку сталь проводит тепло гораздо лучше, энергия от горячего кофе будет быстрее передаваться через стальные стенки к внешней поверхности чашки, а затем рассеиваться в окружающем воздухе. Керамические стенки, напротив, будут "удерживать" тепло внутри, замедляя процесс охлаждения.
4. Анализ дополнительных факторов: В условии сказано, что чашки были предварительно прогреты. Это означает, что энергия кофе не будет тратиться на первичный нагрев самих стенок (что исключает аргумент из варианта №2). Испарение (вариант №3) происходит в основном с открытой поверхности жидкости и мало зависит от материала стенок, если они не пористые. Большая теплоёмкость (вариант №4), наоборот, способствовала бы более медленному изменению температуры.
Таким образом, решающим фактором является высокая теплопроводность стали, из-за которой теплообмен с окружающей средой в стальной чашке происходит интенсивнее.
Ответ: 1
Источник: ФИПИ