§42. Կոնվեկցիա.

Պատկերացրեք մի շոգ ամառային կեսօր, ծովափին: Ծովի մակերևույթի վրայի ջուրն արդեն տաք է, իսկ նրանից ներքև ստորին շերտերը՝ զով։ Ջրից թեթև քամի է փչում։ Որտեղի՞ց է գալիս այս քամին, չէ որ ջրից մի փոքր այն կողմ ծառերը նույնիսկ չեն էլ շարժվում։ Իսկ ինչո՞ւ էր տաքացվում ջրի միայն վերին շերտը, քանի որ արևը այրվում էր բավականին երկար ժամանակ։ Փորձենք պատասխանել այս, ինչպես նաև մի շարք այլ հարցերի։

Մենք դիտարկում ենք կոնվեկցիան հեղուկներում և գազերում․

Թեմայի շուրջ առաջադրվող հարցեր.

1.Բացատրեք, թե ինչպե՞ս է տեղի ունենում ջերմափոխանակումը մթնոլորտի ստորին՝ տաք, և վերին՝ սառը, շերտրրի միջև: Ձեզ հայտնի ո՞ր օրենքի վրա է հիմնված այդ ջերմափոխանակումը:Նկարագրեք մի փորձ, որն ապացուցում է, որ տաքացման գործընթացում հեղուկի տաք հոսքերը բարձրանում են, իսկ սառը հոսքերը նվազում են:

Տաքանալիս օդը ընդարձակվում է, նրա խտությունը դառնում է ավելի փոքր, քան շրջապատող սառը օդինը, այդ դեպքում տաք օդի վրա ազդող Արքիմեդյան ուժը գերազանցում է նրա կշիռը և ստիպում, որ տաք օդը բարձրանա վեր, իսկ ավելի մեծ խտությամբ սառը օդը իջնի ցած, որն ուղեկցվում է ջերմափողանակմամբ։

2. Ջերմահաղորդման որ եղանակն են անվանում կոնվեկցիա: Որն է կոնվեկցիայի և ջերմահաղորդականության երևույթի հիմնական տարբերությունը: Ինչո՞վ է կոնվեկցիան տարբերվում ջերմային հաղորդակցությունից:

Կոնվեկցիա են անվանում հեղուկի կամ գազի հոսանքների միջոցով կատարվող ջերմահաղորդումը, որը հետևանք է հեղուկի կամ գազի շերտերի անհավասարաչափ տաքացման։ Կոնվեկցիան հեղուկներում և գազերում նյութի տեղաշարժի հետևանքով ջերմության փոխանցումն է մի տեղից մյուսը։ Իսկ ջերմահաղորդականությամբ ջերմության հաղորդումը միջավայրի մի մասից մյուսը չի ուղեկցվում նյութի տեղափոխմանբ։

3.Նկարագրեք օդում կոնվեկցիան ցուցադրող փորձը:

Ուղղաձիգ դրված ապակե խողովակը լցնենք ծխով: Ծուխը սովորաբար երկար է մնում խողովակում։ Բայց եթե ներքևից խողովակին մոտեցնենք վառվող սպիրտայրոց, ապա տաքացած օդը կոնվեկցիայի շնորհիվ կբարձրանա վեր`բարձրացնելով նաև ծխի քուլաները, որոնք դուրս կգան խողովակի վերին ծայրից։

4.Նկարագրեք ջրում կոնվեկցիան ցուցադրող փորձը:

Ապակե անոթի մեջ ջուր լցնենք: Անոթի հատակին դնենք կալիումի պերմանգանատի մի քանի բյուրեղիկ: Հատակի մոտ ջուրը կգունավորվի մանուշակագույն: Անոթը դնենք վառվող գազօջախին կամ պահենք սպիրտայրոցի բոցի վրա: Կնկատենք, թե ինչպես են գունավորված ջրի ներքևի տաք շերտերը, արտամղվելով սառը ջրից, բարձրանում վեր: Իսկ սառը պատերի մոտ ջուրն իջնում է ներքև: Առաջանում է ջրի անընդհատ շրջապտույտ, որն ուղեկցվում է ջերմության տեղափոխմամբ: Ջրի այդ շրջապտույտն էլ հենց կոնվեկցիան է, որի շնորհիվ ջուրը տաքանում է հավասարաչափ:

5.Ինչպե՞ս է գոյանում ամպը:  

Պարզ եղանակին Արեգակը տաքացնում է գետինը միաժամանակ տաքացնելով նաև մթնոլորտի երկրամերձ շերտը։ Կոնվեկցիայի շնորհիվ տաքացած օդի այդ զանգվածի բարձրանում է վեր: Բարձրանալուն զուգընթաց՝ տաք օդն ընդարձակվում է, ընդ որում, բավականաչափ արագ, քանի որ վեր է բարձրանում համեմատաբար մեծ արագությամբ։ Արագ ընդարձակվելիս վեր բարձրացող օդն աշխատանք է կատարում ոչ թե շրջապատից ստացած էներգիայի, այլ իր ներքին էներգիայի հաշվին։ Օդի այդ զանգվածի ջերմաստիճանը նվազում է: Վեր բարձրացող օդն սկսում է սառչել, և եթե նաև բավականաչափ խոնավ է, ապա, որոշ բարձրությունից սկսած, գոլորշու խտացման հետևանքով առաջանում են ջրի մանրիկ կաթիլներ, գոյանում է ամպ

6.Ինչպե՞ս է առաջանում քամին:

Ցերեկն Արեգակի ճառագայթները գետինն ավելի արագ են տաքացնում, քան ծովի (ջրամբարի, լճի) ջուրը, այդ պատճառով էլ ցամաքի ջերմաստիճանն ավելի բարձր է, քան ջրինը: Բարձր է նաև ցամաքի վրա օդի շերտի ջերմաստիճանը։ Իսկ տաք օդն էլ, ընդարձակվելով, բարձրանում է վեր։ Նրա տեղը զբաղեցնում է ծովից եկող սառն օդային զանգվածը: Այսպես առաջանում է քամի փչելով ծովից դեպի ցամաք: Այդ քամին էլ հենց զեփյուռն է: Գիշերը. ընդհակառակը, գետինն ավելի արագ է պաղում, քան ջուրը. ուստի նրա ջերմաստիճանն ավելի բարձր է, քան ցամաքինը, և զեփյուռը փչում է ցամաքից դեպի ծով։

7.Հնարավո՞ր է արդյոք կոնվեկցիան պինդ մարմիններում։ Ինչո՞ւ?

Ոչ, քանի որ պինդ նյութերը տաքացնելիս չեն ընդարձակվում և ջերմությունը մի տեղից մյուսը հաղորդել չեն կարող։

8. Նշե՛ք բնական կոնվեկցիայի առաջացման պատճառները:

9. Իսկ կարո”ղ ես ասել թե ի՞նչ է հարկադրական կոնվեկցիան?

10. Բերե՛ք կոնվեկցիայի դրսևորման օրինակներ բնության մեջ և մարդու կյանքում։

Լրացուցիչ առաջադրանքներ․

1. Որտե՞ղ է ավելի լավ տաքացնելու համար ջրով անոթը դնել՝ ջեռուցիչի վերևում, տաքացուցիչի տակ, թե՞ դրա կողքին: Որտե՞ղ է մարմինը սառույցով ավելի արագ սառեցնելու համար լավագույն տեղը դնելու համար՝ սառույցի վրա, սառույցի տակ, թե՞ դրա կողքին: Հիմնավորեք ձեր պատասխանը:

2. Ինչու՞ են Կրակի բոցերը բարձրանում դեպի վեր:

3. Ինչու՞ է ամռանը գետի ջուրը խորության վրա ավելի սառը, քան մակերևույթի վրա:

***Հարց 4․ ???  Հայտնի է, որ կոնվեկցիայի արդյունքում ավելի մեծ խտությամբ հեղուկի շերտերը միշտ իջնում ​​են ներքև։ Ինչու՞ այդ դեպքում ջրամբարները ձմռանը չեն սառչում մինչև հատակը:

Կարդացեք նաև՝ Этому не учат в школе․

Լրացուցիչ տեղեկատվություն թեմայի վերաբերյալ։

Պատրաստել ուսումնական նյութ «Թերմոսներ» .կամ «Օդապարիկների աշխատանքի սկզբունքը» թեմաներից որևէ մեկով։

Դիտեք թեմային կից պատրաստված պրեզենտացիան՝

https://my.visme.co/view/rxy34v9n-

https://my.visme.co/view/g7zjwzdo-

Способы изменения внутренней энергии.

Два способа изменения внутренней энергии

 Науколандия. ФИЗИКА

Կրկնություն անցած թեմայի վերաբերյալ․

Համոզվենք, որ տարբեր նյութեր տարբեր կերպ են փոխանցում ջերմությունը!!!

Դուք, իհարկե, նկատել եք, որ որոշ նյութեր ավելի լավ են փոխանցում ջերմությունը, քան մյուսները։ Այսպիսով, եթե երկու թեյի գդալ պողպատ և արծաթ դնեք մեկ բաժակ տաք թեյի մեջ, ապա արծաթագույնը շատ ավելի արագ կտաքանա։ Սա նշանակում է, որ արծաթն ավելի լավ է փոխանցում ջերմությունը, քան պողպատը:

Հաստատվել է, որ ջերմության լավագույն հաղորդիչները մետաղներն են։ Փայտը, ապակին և պլաստմասսայի շատ տեսակներ ջերմությունը շատ ավելի վատ են փոխանցում, այդ իսկ պատճառով մենք կարող ենք, օրինակ, վառած լուցկի պահել այնքան, մինչև բոցը հասնի մեր մատներին:

Ջերմությունը վատ են փոխանցում նաև հեղուկները (բացառությամբ հալած մետաղների)։ Եկեք փորձարկում անցկացնենք. Փորձանոթի հատակին սառը ջրով սառույցի կտոր ենք դնում, որպեսզի այն վեր չլողանա, սեղմում ենք փոքր քաշով։ Եթե ​​ջրի վերին շերտը տաքացնեք սպիրտայրոցի վրա, որոշ ժամանակ անց մակերեսի ջուրը կեռա, բայց փորձանոթի հատակի սառույցը դեռ չի հալվի։

Գազերը ջերմություն են փոխանցում շատ ավելի վատ, քան հեղուկները: Եվ սա հեշտ է բացատրել. Գազերում մոլեկուլների միջև հեռավորությունը շատ ավելի մեծ է, քան հեղուկներում և պինդ մարմիններում: Հետևաբար, մասնիկների բախումները տեղի են ունենում ավելի հազվադեպ, և, համապատասխանաբար, էներգիան ավելի դանդաղ է փոխանցվում մի մասնիկից մյուսին:

Ապակե մանրաթելերը, բուրդը և մորթին շատ վատ են փոխանցում ջերմությունը, քանի որ, նախ, նրանց մանրաթելերի միջև օդ կա, և երկրորդը, այս մանրաթելերն ինքնուրույն վատ են փոխանցում ջերմությունը:

Ուշադրություն դարձնենք բնության և մարդու կյանքում ջերմահաղորդականության վրա։

Դուք հավանաբար գիտեք, որ ընտանի կենդանիների մորթին գարնանը և աշնանը փոխում են, գարնանը օրինակ թափվում է: Գարնանը կենդանիների մորթին կարճանում է և նոսրանում, աշնանը, ընդհակառակը, երկարանում և հաստանում ու ավելի փարթանանում։ Բուրդը, մորթին և բուրդը վատ են փոխանցում ջերմությունը և հուսալիորեն պաշտպանում են կենդանիների մարմինները սառչումից:

Սառը ծովերում ապրող կենդանական աշխարհի ներկայացուցիչները (փոկեր, ծովատառեխներ) մաշկի տակ ունեն ճարպի հաստ շերտ, որը վատ ջերմահաղորդականության պատճառով նրանց թույլ է տալիս երկար ժամանակ մնալ ջրի մեջ՝ առանց ցրտահարվելու։

Շատ միջատներ ձմռանը խորը փորում են գետնին. նրա լավ ջերմամեկուսիչ հատկությունները թույլ են տալիս նրանց գոյատևել նույնիսկ սաստիկ ցրտահարությունների ժամանակ: Որոշ անապատային բույսեր ծածկված են փոքր մանրաթելերով. նրանց միջև եղած օդը խանգարում է ջերմափոխանակությանը շրջակա միջավայրի հետ:

Մարդը հաճախ օգտագործում է որոշակի նյութեր՝ հաշվի առնելով դրանց ջերմահաղորդականությունը։ Լավ ջերմային հաղորդունակությամբ նյութեր

որտեղ դուք պետք է արագ փոխանցեք ջերմությունը մի մարմնից մյուսը: Օրինակ, կաթսաները, կաթսաները, ռադիատորները պատրաստվում են մետաղի միջոցով:

Եվ եթե ձեզ անհրաժեշտ է կանխել մարմինների տաքացումը կամ սառեցումը: օգտագործվում են ջերմություն վատ փոխանցող նյութեր. Օրինակ, փայտե բռնակը թույլ է տալիս սուրճը լցնել առանց ջեռոցի ձեռնոց օգտագործելու, գետնի տակ դրված ջրի խողովակներում և չի սառչում նույնիսկ շատ սաստիկ սառնամանիքների ժամանակ և այլն:

Եկեք ամփոփենք․

Ջերմահաղորդականությունը մի մարմնից մյուս մարմին կամ մարմնի մի մասից նրա մյուս մաս ջերմության փոխանցման գործընթացն է, որն առաջանում է նյութի մասնիկների քաոսային տեղաշարժից և չի ուղեկցվում այդ նյութի շարժմամբ։

Ագրեգացման տարբեր վիճակներում գտնվող նյութը, ինչպես նաև տարբեր նյութերը ունեն տարբեր ջերմային հաղորդակցություն: Լավագույն ջերմային հաղորդիչներ

Մարդը լայնորեն օգտագործում է տարբեր նյութերի տարբեր ջերմահաղորդականություն ունենալու երևույթը իր առօրյայում և կենցաղում։

Առաջադրանքներ․

1. Ինչո՞ւ է ֆիզիկայի տեսանկյունից «մուշտակը տաքացնում է» արտահայտությունը սխալ։

2. Ինչու՞ է երկար ժամանակ պահանջվում, որ ձյունը հալվի ծղոտի տակ:

3. Ինչո՞ւ են երկկողմանի երկշերտ պատուհանները նպաստում բնակարանների ավելի լավ ջերմամեկուսացմանը:

4. Ինչո՞ւ են ձմեռային մշակաբույսերը ցրտահարվում առանց ձյան ձմռանը:

5. Սենյակային ջերմաստիճանում մետաղական իրերն ավելի սառն են զգում դիպչելիս, քան փայտե իրերը: Ինչո՞ւ։ Ե՞րբ մետաղական իրերն ավելի տաք կզգան դիպչելիս, քան գեղջուկները: նույն ջերմաստիճանը, ինչ նրանք

Փորձարարական առաջադրանք

Վերցրեք երկու կտոր սառույց, յուրաքանչյուրը դրեք առանձին պոլիէթիլենային տոպրակի մեջ։Պարկերից մեկը զգուշորեն ծածկեք բամբակով։ Տոպրակները դրեք ափսեների վրա և դրեք պահարանի մեջ։ Մեկ ժամից դիտարկեք և եզրակացություններ կատարեք ձեր ստացած տպավորություններից: Բացատրեք արդյունքը։

Կարդացեք նաև այտեղ․

Теплопроводность․ Применение теплопроводности

Источник: https://rosuchebnik.ru/material/teploprovodnost-7502/

Թեմատիկ գրավոր աշխատանք՝ «Ներքին էներգիա»։