Презентация, доклад по физике: Тепловые явления. От теории к практике

все это примеры
тепловых явлений.
 Основной источник тепла на Земле — Солнце.

Костер

Печка

Газовый или электрический
нагреватель

Но, кроме того, люди используют много искусственных источников тепла:

«Что такое теплота?», удалось не сразу. Лишь в XVIII веке стало ясно, что все тела состоят из молекул, что молекулы движутся и взаимодействуют друг с другом.
Тогда ученые поняли, что теплота связана со скоростью движения молекул. При нагревании тел скорость молекул увеличивается, а при охлаждении — уменьшается.

Беспорядочное движение частиц из которых состоит тело называют тепловым движением.

1

2

3

тепловое
движение
в газах

тепловое движение в жидкостях

тепловое движение в твердых телах

некоторое время она нагреется. При этом чай отдаст часть своего тепла не только ложке, но и окружающему воздуху.
Из примера ясно, что тепло может передаваться от тела, более нагретого к телу менее нагретому.
Существует три способа передачи теплоты —
1) Теплопроводность
2) Конвекция
3 ) Излучение.

от одного тела к другому при их непосредственном
контакте называют теплопроводностью.

Горячий чай передаёт внутреннюю энергию кружке, которая передаёт свою внутреннюю энергию блюдцу,
а оно- столу.

в кастрюле или чайнике, сначала прогреваются нижние слои воды, они становятся легче и устремляются вверх, уступая место холодной воде.
Конвекция происходит в комнате, когда включено отопление. Горячий воздух от батареи поднимается, а холодный опускается.

Солнце нагревает Землю.
В этом случае тепло передается через безвоздушное пространство излучением (тепловыми лучами).

Излучение

термометрами.

точка кипения воды,
100°С — точка замерзания воды


Но! Позднее Карл Линней «перевернул» шкалу Цельсия.

использовать шкалу с реперными точками:
32°F – температура замерзания солевого раствора
96°F - температура тела человека
212°F - температура кипения воды

Перевод температуры из одной шкалы в другую не очень простой, но в случае необходимости каждый сможет его выполнить самостоятельно по следующей формуле:

британского физика, которому в 1892 году, за достижения в науке, пожаловано пэрство с титулом "Барон Кельвин".

Им была предложена абсолютная
шкала температур
0 K - температура при
которой прекращается
хаотическое движение молекул и атомов
273 К - температура замерзания воды

Перевод температуры из одной шкалы в другую можно расчитать по следующей формуле:

льда, а чтобы он не
всплыл вверх, придавите его свинцовой пулей,
медным грузиком и т. п.; при этом, вода должна
иметь свободный доступ ко льду.
Теперь приблизьте пробирку к спиртовой
лампочке так, чтобы пламя лизало лишь верхнюю часть пробирки. Вскоре вода начинает кипеть, выделяя клубы пара.
Но, странная вещь: лед на дне пробирки не тает!

Объяснение: на дне пробирки вода вовсе не кипит, а остается холодной; она кипит только вверху.
Расширяясь от тепла, вода становится легче и не опускается на дно, а остается в верхней части пробирки. Течения теплой воды и перемешивание слоев будут происходить лишь в верхней части пробирки и не захватят нижних более плотных слоев.
Нагревание может передаваться вниз лишь путем теплопроводности, но теплопроводность воды чрезвычайно мала.

и закутайте его в шубу. Через несколько часов выньте. Вы убедитесь, что он не нагрелся даже и на четверть градуса: сколько показывал раньше, столько показывает и теперь. Вот и доказательство, что шуба не греет.
Опыт 2. Вы могли бы заподозрить, что шубы даже холодят. Возьмите два пузыря со льдом; один закутайте в шубу, другой оставьте в комнате незакрытым. Когда лед во втором пузыре растает, разверните шубу: вы увидите, что здесь он почти и не начинал таять. Значит, шуба не только не согрела льда, но как будто даже холодила его, замедляя таяние!
Объяснение: Шубы действительно не греют, если под словом “греть” разуметь сообщение теплоты. Она своего тепла не дает, а только мешает теплоте нашего тела уходить от него. Вот почему теплокровное животное, тело которого само является источником тепла, будет чувствовать себя в шубе теплее, чем без нее.
Но термометр не порождает собственного тепла, и его температура не изменится от того, что мы закутаем его в шубу. Лед, обернутый в шубу, дольше сохраняет свою низкую температуру, потому что шуба — весьма плохой проводник теплоты — замедляет доступ к нему тепла извне, от комнатного воздуха.
В таком же смысле, как шуба, снег греет землю; будучи плохим проводником тепла, он мешает теплу уходить из покрытой им почвы. В почве, защищенной слоем снега, термометр показывает нередко градусов на десять больше, чем в почве, не покрытой снегом.
Итак, на вопрос, греет ли нас шуба, надо ответить, что шуба только помогает нам греть самих себя. Вернее было бы говорить, что мы греем шубу, а не она нас.

совершенно плотно и не имеет ни малейшей щели. Это кажется странным.
Воздух комнаты не находится в покое; в нем существуют невидимые для глаза течения, порождаемые нагреванием и охлаждением воздуха.
от нагревания воздух разрежается и становится легче;
от охлаждения, уплотняется, становится тяжелее.
Легкий нагретый воздух от батареи центрального отопления вытесняется холодным воздухом вверх, к потолку, а воздух охлажденный, тяжелый, возле окон или холодных стен, стекает вниз, к полу.
Эти течения в комнате легко обнаружить с помощью детского воздушного шара, если подвязать к нему небольшой груз, чтобы шар не упирался в потолок, а свободно парил в воздухе.
Вот почему зимой мы чувствуем, как дует от окна, особенно у ног, хотя рама так плотно закрыта.

гораздо легче, чем при ветре. Но не все представляют себе причину этого явления.
Большой холод при ветре ощущается лишь живыми существами; термометр вовсе не опускается ниже, когда его обдувает ветер. Ощущение резкого холода в ветреную морозную погоду объясняется прежде всего тем, что от лица (и вообще от тела) отнимается при этом гораздо больше тепла, нежели в тихую погоду, когда воздух, нагретый телом, не так быстро сменяется новой порцией холодного воздуха. Чем ветер сильнее, тем большая масса воздуха успевает в течение минуты прийти в соприкосновение с кожей, и, следовательно, тем больше тепла отнимается ежеминутно от нашего тела. Этого одного уже достаточно, чтобы вызвать ощущение холода.
  Но есть и еще причина. Кожа наша всегда испаряет влагу, даже в холодном воздухе. Для испарения требуется теплота; она отнимается от нашего тела и от того слоя воздуха, который к телу прилегает. Если воздух неподвижен, испарение совершается медленно, т. к.  прилегающий к коже слой воздуха скоро насыщается парами. Но если воздух движется и к коже притекают все новые и новые его порции, то испарение все время поддерживается очень обильное, а это требует большого расхода теплоты, которая отбирается от нашего тела.

Мы привыкли думать, что вода в твердом состоянии не может существовать при температуре выше нуля. Исследования английского физика Бриджмена показали, что это не так: под весьма значительным давлением вода переходит в твердое состояние и остается такой при температуре значительно выше нуля.
Вообще Бриджмен показал, что может существовать не один сорт льда, а несколько. Тот лед, который он называет "льдом № 5", получается под чудовищным давлением в 20 600 атмосфер и  остается твердым при температуре +76 градусов по Цельсию. Он обжег бы нам пальцы, если бы мы могли до него дотронуться. Но прикосновение к нему невозможно: лед №5 образуется под давлением мощного пресса в толстостенном сосуде из лучшей стали. Увидеть его или взять в руки нельзя, и о свойствах  "горячего льда" узнают лишь косвенным образом.
Любопытно, что "горячий лед" плотнее обыкновенного, плотнее даже воды: его удельный вес 1,05. Он должен был бы тонуть в воде, между тем как обыкновенный лед в ней плавает.