Задание №3 — ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для того чтобы ответить на вопрос, разберем физические процессы, происходящие при контакте горячего чая и стальной ложки.

1. Анализ ситуации: Когда мы опускаем холодную ложку в горячий чай, происходит передача энергии от более нагретого тела (чая) к менее нагретому телу (ложке). В результате внутренняя энергия ложки увеличивается, и она нагревается.

2. Рассмотрение способов теплопередачи:
— Конвекция — это перенос энергии струями или потоками жидкости или газа. Она происходит в самом чае, но не может обеспечить прогрев твердого тела (ложки) изнутри.
— Тепловое излучение — это передача энергии электромагнитными волнами. Этот способ работает даже в вакууме. Хотя ложка поглощает некоторое излучение от чая, этот вклад ничтожно мал по сравнению с прямым контактом.
— Совершение работы — это изменение внутренней энергии за счет механического воздействия (например, трения или сжатия). В данной задаче механическая работа над ложкой не совершается.
— Теплопроводность — это перенос энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым в результате теплового движения и взаимодействия микрочастиц (атомов, молекул, электронов).

3. Вывод: Поскольку ложка является твердым телом (металлом) и находится в непосредственном контакте с горячей жидкостью, тепло передается от молекул чая атомам металла на поверхности ложки, а затем быстро распространяется по всему объему металла за счет взаимодействия частиц. Металлы обладают высокой теплопроводностью, поэтому ложка нагревается очень быстро. Следовательно, преимущественным способом теплопередачи здесь является теплопроводность.

Ответ: 1

Источник: ФИПИ