Задание №3 — ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ
Провода линии электропередач в жаркие летние дни «провисают» больше, чем в зимний период. Благодаря какому явлению наблюдается «провисание» проводов?
малая сжимаемость твёрдых тел
тепловое расширение/сжатие твёрдых тел
тепловое равновесие твёрдых тел
передача давления твёрдыми телами
Правильный ответ
2
Пояснение
Решение.
Для того чтобы ответить на вопрос задачи, проанализируем физические процессы, происходящие с проводами при изменении температуры окружающей среды.
1. Физическое явление: Практически все твёрдые тела (в том числе металлы, из которых изготовлены провода) обладают свойством изменять свои линейные размеры при изменении температуры. Это явление называется тепловым расширением.
2. Механизм процесса: При повышении температуры (в жаркие летние дни) скорость хаотического теплового движения атомов в кристаллической решётке металла увеличивается. Атомы начинают колебаться с большей амплитудой, что приводит к увеличению среднего расстояния между ними. В результате этого общая длина провода увеличивается.
3. Связь с провисанием: Так как опоры (столбы) линии электропередач закреплены неподвижно на определённом расстоянии друг от друга, «лишняя» длина провода, возникшая из-за расширения, приводит к тому, что провод под действием силы тяжести опускается ниже, то есть провисает сильнее.
4. Зимний период: Зимой происходит обратный процесс — тепловое сжатие. При понижении температуры амплитуда колебаний атомов уменьшается, расстояние между ними сокращается, длина провода уменьшается, и он натягивается сильнее.
Таким образом, изменение степени провисания проводов напрямую связано с тепловым расширением и сжатием тел.
Ответ: 2
Источник: ФИПИ