Каким способом охлаждается воздух в комнате зимой при открытой: Задание № 3 Каким способом охлаждается воздух в комнате зимой при открытой форточке?

Викторина «Физические явления зимой»

Викторина « Физические явления зимой»

Цель: развитие творческих способностей.

Задачи: Способствовать развитию интереса к изучению физики.

Расширить и углубить знания учащихся.

«Среди всех наук особую прелесть для меня представляет физика»

( Р. Э. Пайерлс, английский физик-теоретик)

Удивляйся и влюбляйся. 

В мир, подобный хрусталю.

Хрупкий он, нужна забота.

Горам, морю и цветку.

Жизнь люби и удивляйся — интересное кругом! 

1.Почему пушистый мех греет лучше, чем слежавшийся?

Ответ: Пушистый мех больше задерживает между своими волосками теплого нагретого телом человека воздуха. Поэтому он лучше «греет».

2.Почему наши глаза не ощущают холода?

Ответ: Глаза не имеют нервных окончаний, чувствительных к холоду.

3.Некоторые туристы, путешествующие зимой, строят для ночлега домики из снежных кирпичей, эти домики называют «иглу». Почему туристы «иглу» предпочитают палатке?

Ответ: Теплопроводность снега благодаря воздуху между снежинками мала , поэтому тепло в «иглу» сохраняется, температура может достигать +10°С .

4.Почему ртутный термометр перестает служить при очень сильном морозе?

Ответ: Потому, что при 39 холода ртуть замерзает.

5.Когда человеку холодно, он начинает дрожать. Почему?

Ответ: Дрожь – одна из форм защиты организма от холода. При дрожи происходят мышечные сокращения, вызывающие в организме образование тепла.

6.Почему мокрое белье высыхает на морозе?

Ответ: На морозе вода, находящаяся в мокром белье превращается в мелкие кристаллики, которые постепенно выветриваются. Кроме того и на морозе продолжается испарение воды. Оно зависит от влажности воздуха, разницы температур воздуха и испаряющей поверхности и от силы ветра.

7.Почему металлическая ручка двери кажется холоднее, чем деревянная

Ответ: Потому, что металл – хороший проводник тепла, быстрее, чем дерево, отнимает тепло у прикоснувшейся к нему руки.

8.Почему зимой тяга в печных трубах больше, чем летом? 

Ответ: Зимой тяга больше из-за разницы между наружным давлением и давлением в топке и трубе.

9.Почему глубокий рыхлый снег предохраняет озимые хлеба от вымерзания?

Ответ: Рыхлый снег предохраняет озимые хлеба от вымерзания, потому, что в силу своей пористости, он обладает малой теплопроводностью.

10.Каким способом охлаждается воздух в комнате зимой при открытой форточке?

Ответ: Воздух охлаждается способом конвекции. Поступающий из форточки холодный воздух опускается вниз, и постепенно вытесняя теплый на улицу, заполняет комнату.

11.Почему вода не замерзает под толстым слоем льда?

Ответ: Потому что под слоем льда отсутствует конвекция. Тёплая вода с большей плотностью(4°С ) находится у дна и постепенно холодеет при приближении ко льду.

12.Почему грязный снег в солнечную погоду тает быстрее, чем чистый?

Ответ: Потому что тела с тёмной поверхностью лучше поглощают солнечные лучи.

13.Почему двойные рамы защищают от холода?

Ответ: Воздух между рамами обладает низкой теплопроводностью и тем самым препятствует теплообмену между улицей и помещением.

14.Объясните, почему рыхлый снег предохраняет растения от вымерзания. Ответ: Снег предохраняет от проникновения холода снаружи за счёт содержащегося в нём воздуха с низкой теплопроводностью.

15.Когда лучше скольжение коньков и саней: в обычный зимний день или в большой мороз? Почему?

Ответ: В обычный день, так как лёд в этот день под лезвиями коньков тает быстрее.

16.Зачем на нижней поверхности лыж делается продольная выемка?

Ответ: Для сохранения устойчивости в движении, чтобы лыжи не соскальзывали с лыжни в сторону.

17.Спускаясь с горы, лыжник слегка приседает. Почему?

Ответ: Когда лыжник приседает, центр тяжести его опускается, и лыжник оказывается в более устойчивом положении.

18.Почему провода на линиях электропередачи зимой натянуты, а  летом висят?

 Ответ: При нагревании металлические провода удлиняются

19. Чтобы не задыхалась рыба (особенно карп) в зимнее время, в небольших замерзших водоемах делают проруби и нагнетают воздух под лед. Зачем это делают?

Ответ: Рыба задыхается из-за недостатка кислорода растворенного в воде. Делая проруби, или нагнетая воздух под лед, тем самым за счет диффузии обогащают воду кислородом.

20.Почему, после того, как ранней весной начало пригревать солнышко, снег становится не рыхлым и пушистым, а твердым, в виде крупинок?

Ответ: Под действием солнца верхние слои снега тают, вода просачивается вниз и пропитывает нижние слои. Ночью они промерзают, и образуются кристаллики льда — крупинки

21.Как лепится снежок?

Ответ: Когда лепят снежок, комок снега сжимают. Под давлением снег (поверхностный слой) расплавляется, превращаясь в воду.  Затем, эта вода  просачивается внутрь и замерзая,  удерживает слепленный снежок.

22.Почему лыжи скользят по снегу?

Ответ: В результате трения лыж о снег тонкий поверхностный слой снега слегка подтаивает, и вода обеспечивает смазку, по которой лыжи скользят.  

23.Зачем лыжи смазывают?

Ответ: Если температура снега много ниже точки таяния, то водяной слой не возникает, и тогда для уменьшения трения лыжи необходимо смазывать лыжной мазью.

24.Почему глаза человека не ощущают холода?

Ответ: Мы ощущаем холод не всей кожей, а только отдельными её точками, в которых имеются чувствительные к холоду окончания нервов. Глаза таких точек не имеют.

25.Почему у человека волосы, ресницы, усы в морозный день покрываются инеем?

Ответ: Выдыхаемые пары, соприкасаясь с холодными предметами, конденсируется на них.

26.Почему в безветренную погоду мороз переносится легче, чем при сильном ветре?

Ответ: Причины две: теплообмен и испарение. Слой воздуха, который находится около лица, нагрет, так как соприкасается с нагретым телом и увлажнен, потому что испарение с поверхности кожи происходит при любой температуре. При ветре нагретый телом воздух быстро сменяется новой порцией более холодного и более сухого воздуха. Это интенсифицирует процесс теплообмена, так как поддерживается более высокая разность температур, а также ускоряет процесс испарения, потому что покинувшие поверхность лица быстрые молекулы воды не возвращаются обратно.

27.Почему горячая вода замерзает быстрее холодной такой же массы?

Ответ: Если одинаковые массы горячей и холодной воды выставить на мороз, то более сильное испарение горячей воды приведет к тому, что ее масса уменьшится скорее.

28.Температура таяния льда 0°С. Но зимой снег лежит и при более высокой температуре. Почему?

Ответ: Снег плохо проводит тепло и имеет большую удельную теплоту плавления. Поэтому он тает очень медленно, и при 0°С может сохраниться длительное время.

29.Как греются в мороз дикие утки?

Ответ: Ныряют ко дну водоема, там температура воды держится около +4°С.

30.Почему изморозь (иней) на деревьях исчезает иногда без оттепелей?

Ответ: Испарение твердого вещества.

31.Почему в сильный мороз деревья трещат?

Ответ: Соки, содержащиеся в дереве, при замерзании увеличиваются в объеме и с треском разрывают волокна.

32.Почему свежевыпавший снег белый?

Ответ: Свежевыпавший снег отражает почти все падающие на него солнечные лучи. Снег состоит из мелких кристалликов льда, между которыми находится воздух. На границе раздела «снежинка-воздух происходит полное отражение».

33.Почему в морозную погоду птицы сидят нахохлившись?

Ответ: Нахохлившиеся птицы не мёрзнут. Между перьями птиц есть воздух, который является плохим проводником тепла и помогает птицам сохранить тепло тела.

34.Почему, чтобы согреть пальцы на морозе, рекомендуют вращать руками и энергично описывать дуги ногой?

Ответ: Чтобы согреть пальцы, надо увеличить приток крови. Здесь срабатывает эффект центрифуги: вращая руками и энергично описывая дуги ногой, человек увеличивает приток крови к конечностям за счёт её отбрасывания от центра вращения.

35.Замечали ли вы, что, оступившись с утоптанной тропинки, можно довольно глубоко провалиться в рыхлый снег? А в начале весны, когда снег оседает при таянии, тропинки иногда оказываются даже выше окружающей снежной целины. Чем это можно объяснить?

Ответ: Двигаясь по тропинке, мы наступаем на снег и тем самым утаптываем его. Зимой уровень утоптанной тропинки ниже уровня окружающего пушистого снега. В углубление ветер наметает снег, который тоже утаптывают путники. Таким образом, каждый снегопад с ветром увеличивает количество снега на тропинке больше, чем вокруг нее. Весной обледенелая тропинка тает медленнее, чем окружающий рыхлый снег.

36.Почему лыжники и конькобежцы после финиша накидывают на себя пальто или одеяло, хотя на дистанции им было очень жарко?

Ответ: Вспотевший спортсмен теряет много тепла при испарении, что может привести к простуде, если не укрыться.

Физика в литературе.

1.А. С. Пушкин

Татьяна пред окном стояла,

На стёкла хладные дыша,

Задумавшись, моя душа,

Прелестным пальчиком писала

На отуманенном стекле

Заветный вензель О да Е.

Почему стекло стало «отуманенным»?

Ответ. Стекло было холодное, и когда на него попадал тёплый воздух, то содержащийся в воздухе водяной пар начал охлаждаться, а затем конденсироваться. Стекло покрылось туманом.

2.А. С. Пушкин

Опрятней модного паркета

Блистает речка, льдом  одета.

Мальчишек радостный народ

Коньками звучно режет лед.

Почему коньки  режут лед?

  

Ответ:

«Режут лед» — т.е. легко скользят по льду. Лезвия коньков тонкие, поэтому давление на лед большое. Под давлением лед плавится, образуется хорошая смазка. Коэффициент трения становится малым, прикладывая небольшие усилия, мальчишки быстро перемещаются.

 

3.А. А. Фет   «Метель»

Все молчит, — лучина с треском

Лишь горит багровым блеском

Да по кровле ветр шумит.

Почему лучина «горит с треском»?

Треск лучины при горении можно объяснить тем, что при повышенной влажности деревянные предметы отсыревают. При горении влага из древесины интенсивно испаряется. Увеличиваясь в объеме, пар с треском разрывает древесные волокна.

4. М.А.Дудин.

Ах, как играет этот Север!

Ах, как пылает надо мной

Разнообразных радуг веер

В его короне ледяной!

 Ему, наверно, по натуре

Холодной страсти красота,

Усилием магнитной бури

Преображенная в цвета. ..

О каком явлении идет речь?

Ответ: О полярном сиянии.

   

5.И. А Бунин. «На окне, серебряном от инея…» 

Ответ: Конвекционные потоки воздуха, соприкасаясь с зимними холодными оконными стеклами, охладились; при этом водяные пары, содержащиеся в этих потоках, сконденсировались, охладились и кристаллизовались.

6.М.М.Пришвин. Птицы под снегом.

Почему рябчику под снегом тепло?

Ответ: Снег обладает плохой теплопроводностью.

У рябчика в снегу два спасения: первое — это под снегом тепло ночевать, а второе — снег тащит с собой на землю с деревьев разные семечки на пищу рябчику. Под снегом рябчик ищет семечки, делает там ходы и окошечки вверх для воздуха.

7.Джек Лондон «Белое безмолвие»

«Путники суровой зимой разожгли костер. Над костром устроили примитивный полог: натянули кусок парусины, чтобы он задерживал тепло и отбрасывал его вниз, — способ хорошо известный людям, которые учатся физике у природы»

Вопрос: почему теплый воздух поднимается вверх?

Ответ: теплый воздух имеет меньшую по сравнению с окружающим воздухом плотность, под действием архимедовой силы он поднимается вверх.

8. А.А.Фадеев «Молодая гвардия»

«Отремонтированную немцами водокачку оставили наполненной водой. А ночью «ударили» морозы, в результате чего трубы раздулись, полопались, вся система пришла в негодность. Все нужно было начинать сначала»

Вопрос: какая физическая закономерность помогла подпольщикам в их борьбе против фашистов?

Ответ: при кристаллизации объем воды увеличивается.

Вопросы Шерлока Холмса

1.Была зима. Шерлок Холмс вошел в комнату с улицы. Сквозь замёрзшие окна был виден лишь край дороги. «Хозяйка квартиры ленивая, — подумал он. Почему он сделал такой вывод?
Ответ. Окна в квартире хозяйки замёрзли. Значит, в пространство между рамами проник из комнаты тёплый влажный воздух и, соприкасаясь с холодным стеклом, замёрз на нём. Следовательно, окна плохо утеплены.

2.Придя в гости, Шерлок Холмс подошёл к окну и посмотрел в него. «Ваш дом каменный и холодный, заметил он. Что позволило ему так сказать?
Ответ. В окно он увидел, что дом каменный и стены тонкие; кирпич же не очень хороший теплоизолятор.

3.Подходя к нужному дому на окраине городка, Шерлок Холмс увидел следы лыжника. Они были, как бы приподняты над остальным снегом. Хозяйке, открывшей дверь, он вместо приветствия сказал: «Скоро будет весна». Почему он так решил?
Ответ. Днем снег активно тает и опускается. В следах же лыжника, где он более плотный, он тает медленнее. Поэтому следы выглядят приподнятыми над поверхностью снега. А это признак весны.

Шедевры природы

Застывшие частицы воды, паря в воздухе и отражая от своих граней свет различных источников, создают удивительные по красоте и уникальные природные явления: световые столбы, гало и паргелий, одну из разновидностей последнего.

Объяснить следующие явления:

1.Полярное сияние.

Земля постоянно находится в разреженном потоке испущенных Солнцем заряженных частиц(электронов, протонов) и как бы обдувается солнечным ветром. Заряженные частицы проникают в более плотные слои атмосферы и воздействуют на молекулы воздуха, вызывая свечение атмосферы- полярные сияния. Поток заряженных частиц от Солнца, возмущая магнитное поле Земли, порождает полярные сияния.

Если азот, столкнувшись с солнечными частичками, теряет электроны, то его молекулы преобразуются в синий и фиолетовый цвета;
когда солнечный ветер взаимодействует с кислородом, электрон не исчезает, но начинает выпускать лучи зелёного и красных цветов.

2.Гало.

Гало –яркий ореол или светящийся круг, образованный около мощного источника света оптическими свойствами атмосферных ледовых микрочастиц. Гало возникает, когда лучи света преломляются на сгустившихся в высоких облаках ледяных кристалликах, имеющих форму шестигранных призм. В результате мы видим малый круг гало радиусом 22°.

Большой круг образуют лучи, прошедшие через боковую грань и основание призмы — кристалликов. Его радиус равен примерно46°.

3. Световые столбы

Световое столбы появляются при отражении света от взвешенных в воздухе мельчайших кристаллов льда (с шестиугольным сечением или же столбовидных, в зависимости от угла расположения солнца или луны). Такие кристаллы обычно возникают в высоких перистых облаках. Однако в мороз ледяные кристаллы образуются и в более низких слоях атмосферы. Поэтому, столбы света часто возникают зимой. А их многоцветный оттенок объясняется огнями, которые они отражают.

Закон сохранения импульса | План-конспект урока по физике (8 класс) на тему:

 ВИДЫ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ

Цель образовательная: учащиеся должны усвоить, что

— перенос тепла с помощью вещества называется конвекцией;

— под теплопроводностью понимается перенос энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым в результате теплового движения и взаимодействия частиц;

— у различных веществ теплопроводность разная;

— существует особый вид теплопередачи — лучеиспускание.

 Цель по развитию: учащиеся должны научиться

— распознавать явление конвекции, теплопроводности и лучеиспускания в конкретных ситуациях,

— на основе знаний о способах передачи теплоты объяснять действие различных установок, применяемых в сельском хозяйстве, строительстве и т. д.

Цель воспитательная: учащиеся должны убедиться в том, что научные знания необходимы для правильного понимания и объяснения происходящих процессов в окружающем нас материальном мире.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Метод проведения: Эвристическая беседа с элементами исследования.

Оборудование: спиртовка, медная проволока, колба с водой, разные стержни, пластилин, спички, стеклянная трубка для демонстрации конвекции в жидкости, марганцовка, теплоприемник, жидкостный манометр, электрическая плитка, плакаты и таблицы.

---

Сценарий

(Рассчитан на сдвоенный урок)

Учитель. Здравствуйте, ребята. Очень приятно видеть вас в этой теплой комнате. Мы все любим тепло, особенно когда за окном снег или дождь. А летом, когда светит солнышко, вы любите загорать. Откуда же берется тепло дома, как получается так, что и зимой можно есть свежие огурцы, любоваться красивыми цветами, ведь все они очень любят тепло.

Мы знаем, что тепло очень важно для живого мира. Поэтому давайте посвятим сегодня нашу встречу теплоте, попробуем узнать, как она передается.

У нас в гостях сегодня физик-исследователь, агроном, инженер-строитель.

Каждый предмет может служить «мостиком», по которому перейдет тепло от более нагретого тела к менее нагретому. Таким мостиком является, например, чайная ложка, опущенная в стакан с горячим чаем. Здесь энергия передается от горячей воды к холодной ложке. Но энергия в этом случае передавалась и по самой ложке – от менее нагретого конца к холодному. Мы это чувствуем своей рукой.

Такое явление в физике называют теплопроводностью.

Теплопроводность можно наблюдать на следующем опыте. Закрепляют один конец толстой медной проволоки в штативе, а к проволоке прикрепляют воском или пластилином несколько гвоздиков или спичек. У меня это уже сделано. Теперь я начинаю нагревать свободный конец проволоки в пламени спиртовки. А вы обратите внимание на положение спичек. Какие изменения у нас происходят?

Ученики.  Мы видим, что гвоздики постепенно отпадают от проволоки. Причем, сначала отпадают те, которые расположены ближе к пламени, а затем по очереди все остальные.

Учитель. Как происходит передача энергии по проволоке? Об этом мы попросим сообщить нам одного из наших гостей – физика.

Физик. Из чего состоят все тела?

Ученики. Тела состоят из частиц – молекул.

Физик. В каком состоянии находятся эти частицы в нашей проволочке?

Ученики. Они колеблются с некоторой частотой.

Физик. От чего зависит быстрота колебательного движения молекул?

Ученики. Зависит от их температуры.

Физик. А теперь применим ваши знания к нашему опыту. Когда мы подносим пламя к концу проволоки, то последняя начинает нагреваться. При этом сначала увеличивается скорость колебательного движения частиц металла в том конце проволоки, который ближе к пламени. Температура этого конца повышается. В результате взаимодействия увеличивается скорость движения соседних частиц, то есть повышается температура следующей части проволоки. Затем увеличивается скорость колебаний следующих частиц и т.д. При этом очень важно заметить, что при теплопроводности само вещество не перемещается от одного конца тела к другому.

Теперь мы можем вместе сформулировать понятие теплопроводности. Перенос энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым в результате теплового движения и взаимодействия частиц называется теплопроводностью.

Учитель. Продолжим наши исследования. Для этого проделаем следующий опыт.

1. Цель. Исследование теплоемкости разных тел.

2. Название. Теплоемкость разных тел.

3.  Принципиальная схема. 

---

Для опыта нам понадобятся две палочки из разных материалов, опущенные в очень горячую воду. На них пластилином закреплены по три спички.

4. Рисование схемы на доске и в тетрадях учащихся. Зарисуйте предложенную схему в тетради.

5. Объяснение экспериментальной установки, собранной на демонстрационном столе, и назначения ее основных элементов. На столе стоит химический стеклянный стакан с очень горячей водой. Имеется два стержня: стеклянный и стальной. Я заранее прикрепила к ним пластилином по три спички.

6. Разъяснение плана проведения опыта. Сейчас я опущу эти стержни со спичками в стакан с горячей водой (надо так поставить стержни, чтобы расстояние от поверхности воды до первых спичек было одинаковым на обоих стержнях). Для лучшего эффекта я поставлю стакан с водой на электрическую плитку и включу ее в сеть.

7. Объект. Выделение объекта наблюдения  в эксперименте. Вы внимательно следите за спичками.

8. Демонстрация опыта с пояснениями учителя. Я ставлю стакан с водой на электроплитку, опускаю стержни, включаю плитку в сеть, и наблюдаем.

9.  Проверка видимости учащимися эффекта опыта с помощью контрольных вопросов.

1. Заметны ли какие-либо изменения в опыте?

2. Одновременно ли начали отпадать спички?

3. На каком стержне они начали отпадать раньше?

4. Какой наблюдаемый результат в опыте мы запишем?

10. Фиксирование видимого результата опыта.   Спички начинают отпадать раньше на стальном стержне.

11. Вопросы к ученикам, подводящие их к анализу явлений опыта.

— Почему вообще спички отпадали?

— Все ли спички на одном стержне отпадали одновременно?

— В какой последовательности отваливались спички на стержнях?

— Из каких материалов были у нас стержни?

— В чем может быть причина того, что спички на разных стержнях отпадали не одновременно?

12. Анализ наблюдаемых в опыте явлений. Спички на холодных стержнях удерживались пластилином. Когда стержни опустили в горячую воду, то через некоторое время мы увидели, что отвалилась спичка на металлическом стержне. Это значит, что тепло по стержню дошло до этого места, пластилин нагрелся, размягчился и уже больше не смог удерживать спичку.

Кроме того, мы видели, что первыми отвалились две спички с металлического стержня, а потом — со стеклянного. Что это значит?

— Это означает, что тепло быстрее распространяется в металле, чем в стекле.

13. Обобщенный вывод. Теплопроводность различных тел разная.

14. Объяснение наблюдаемых в опыте физических явлений на основе какой-либо теории. 

Предыдущим опытом мы на основе представлений молекулярно-кинетической теории строения вещества установили, что передача тепла внутри вещества происходит за счет взаимодействия его молекул. Чем реже и слабее происходит взаимодействие между молекулами вещества, тем медленнее идет передача энергии теплопроводностью.

Физик. Итак, наши исследования показали, что различные вещества имеют разную теплопроводность. Металлические предметы очень хорошо проводят тепло. Мы говорим «проводят тепло», но с таким же успехом можно было бы сказать «проводят холод». Свойства тела не изменяются от того, в какую сторону идет по нему поток тепла.

К плохим проводникам тепла – их также называют теплоизоляторами – относятся дерево, кирпич, стекло, пластмассы. Объясните, почему именно из этих материалов делают стены домов, печей и стенки холодильников?

— Потому что зимой эти материалы почти не будут передавать тепло на улицу из квартиры, а летом не будут «пускать» жару в дом.

— Верно. К хорошим проводникам тепла относятся все металлы. Наилучшими проводниками тепла являются медь и серебро – они проводят тепло в два раза лучше, чем железо. Жидкости то же проводят тепло, но много хуже, чем металлы. Очень малую теплопроводность имеет сильно разряженный газ. Объясняется это тем, что теплопроводность, то есть, перенос энергии от одной части тела к другой, осуществляют молекулы или другие частицы. Там, где частиц очень мало, теплопроводность так же очень мала.

А теперь объясните, почему в морозные дни мы остерегаемся на улице притрагиваться голой рукой к металлу, но без опаски беремся за деревянную ручку? (Выслушиваются объяснения).

Учитель. Вещества с малой теплопроводностью применяют там, где нужно предохранить тело от охлаждения или нагревания. А иногда чрезмерное тепло даже приносит вред.  Чтобы узнать подробнее, попросим рассказать об этом наших гостей – агронома и строителя.

Агроном. Вы, может быть, слышали, что иногда озимые под снегом выпревают? Почему посевы вымерзают – это понятно. Но бывает, что озимые зимой выпревают. Почему? Для благополучной перезимовки озимых посевов достаточным является слой рыхлого снежного покрова высотой 35-40 см. Увеличение же снежного покрова выше 50 см в некоторых случаях может оказаться вредным для растений.

Это бывает в тех случаях, когда рано выпадает снеговой покров и почва остается слабо промерзшей или совсем талой: температура ее высокая. Мощный же снеговой покров плохо передает тепло. В результате создается высокая температура, которая может быть гибельной для растений.

Инженер-строитель. Почему кирпичные стены дома толще деревянных? Почему, например, стены деревянного дома имеют толщину 18 см, а дома из сплошной кирпичной кладки – 55 см, причем кирпичный дом не теплее деревянного? (Выслушиваются версии учащихся, обсуждаются,  и строится правильный ответ).

Для постройки жилых зданий и животноводческих помещений в зависимости от местных условий используются различные строительные материалы (кирпич, камень, дерево, саман, соломит, камышит, шлакоблоки и др. ). Все строительные материалы должны быть плохими проводниками тепла. Они должны иметь поры и пространства, заполненные воздухом.

Но как узнать, какой из материалов имеет меньшую теплопроводность, а какой — большую? Сравнивают теплопроводность веществ по их коэффициенту теплопроводности. Теплопроводность кирпича больше, чем теплопроводность дерева. Значения коэффициентов теплопроводности представлены в специальных таблицах.

Вы, наверное, обращали внимание на то, как строят стены сельскохозяйственных построек из кирпича. Нерационально стену, толщиной в 1 метр всю заполнять кирпичом. Можно сделать лучше: оставить в стене колодцы и заполнить их шлаком или другим материалом, являющимся плохим проводником тепла. Теплопроводность такой стены гораздо меньше, следовательно, в помещении будет теплее.

Кто ответит, почему при строительстве пользуются кирпичами, в которых есть отверстия?

Ученик. Кирпичи с отверстиями хорошо предохраняют воздух в комнате от охлаждения.

Инженер-строитель.  Почему в северных городах при строительстве домов ставят окна с тройными рамами и стены делают толще?

Ученик. Между рамами находится воздух, а так как воздух плохой проводник, то такие рамы лучше защищают от холода.

Инженер-строитель. Какой мешалкой вы бы воспользовались при варке варенья: деревянной или стальной?

Ученик. Деревянной, потому что теплопроводность у дерева плохая.

Учитель. В настоящее время промышленность выпускает всевозможные изделия из различных металлов, в том числе и посуду из чугуна, алюминия. Как вы думаете, в какой посуде пища подгорает быстрее при одинаковых условиях?

Ученик. Наверное, в посуде из алюминия пища подгорает быстрее, так как теплопроводность алюминия больше.

Физик. Славящиеся своим качеством оренбургские платки вяжутся из пряжи, изготовленной из тончайших волокон козьего пуха. Почему такой платок особенно хорошо защищает от холода?

Ученик. Пух между своими волокнами содержит воздух, который обладает плохой теплопроводностью.

Учитель. Итак, мы выяснили, что существуют вещества с различной теплопроводностью. Но если вода такой плохой проводник тепла, то, как же она нагревается в чайнике? Воздух еще хуже проводит тепло. И тогда непонятно, почему во всех частях комнаты зимой устанавливается одинаковая температура?

Вы все знаете, что чайники, кастрюли, миски греют снизу. А вы не задумывались, с чем это связано?

Ученики. (Затрудняются ответить) не знаем.

Учитель. Чтобы узнать, с чем это связано, нам необходимо будет провести еще несколько опытов.

Физик. Продолжим наши исследования дальше и попробуем выяснить, как нагревается вода в чайнике, и почему его надо ставить на печку, а не под нее.

1. Цель. Исследовать процесс передачи тепла в жидкости при ее нагревании снизу.

2. Название. Конвекция.

3. Принципиальная схема. Нам потребуется стеклянный сосуд особой замкнутой формы для циркуляции в нем  жидкости и спиртовка. Лучшую видимость опыта нам поможет обеспечить кристаллик марганцовки.

4. Рисование схемы на доске и в тетрадях учащихся.

5. Объяснение экспериментальной установки, собранной на демонстрационном столе, и назначения ее основных элементов. Перед Вами в лапке штатива укреплен стеклянный сосуд особой формы. Вода в ней должна полностью заливать верхнюю горизонтальную трубочку нашего сосуда. Есть спиртовка и кристаллик марганца.

6. Разъяснение плана проведения опыта. Сейчас я с помощью специальной очень маленькой ложечки на длинной ручке опущу кристаллик марганца на дно одного колена нашего сосуда, зажгу спиртовку, и буду снизу нагревать воду в этом колене.

7. Выделение объекта наблюдения  в эксперименте. Внимательно следите за происходящим внутри данного сосуда.

8. Демонстрация опыта с пояснениями учителя. В сосуде уже есть необходимое количество воды. Я осторожно с помощью особой ложечки опускаю на донышко правого колена кристаллик марганца, зажигаю спиртовку и начинаю нагревать это колено.

9.  Проверка видимости учащимися эффекта опыта с помощью контрольных вопросов.

Происходят ли какие-нибудь изменения внутри сосуда?

10. Фиксирование видимого результата опыта. От кристалликов над местом нагрева вверх поднимаются окрашенные струйки.

11. Вопросы к ученикам, подводящие их к анализу явлений опыта. 

— В какой цвет окрасились вода возле кристалликов марганца?

— Как меняются форма и объем окрашенной части воды?

• Куда движутся окрашенные струйки?

— Есть ли движение окрашенных струек воды в нижней горизонтальной части сосуда влево?

12. Анализ наблюдаемых в опыте явлений.  Мы видим, что внизу вокруг кристаллика марганцовки образуется розовое облачко. Это значит, что марганцовка растворяется и окрашивает воду в прилегающей области.

При поднесении пламени под правое колено с марганцовкой стекло в этой части трубки и прилегающие слои окрашенной воды нагреваются. Таким образом, мы добились того, что теплая вода оказалась отмеченной розовой краской.

Смотрите внимательно за водой. Что еще происходит?

— Мы видим, что струи окрашенной воды поднимаются вверх.

— Что происходит с нижним слоем воды?

— Нижний слой воды нагревается, поднимается вверх и несет с собой тепло. Об этом нам говорят окрашенные струйки воды. Поднявшись наверх, он вытесняет холодную воду и остается наверху. Таким образом, вся вода нагревается равномерно.

— Итак, мы можем сказать, что энергия переносится с одного места на другое с потоками вещества – воды. С этой теплой водой переносится тепловая энергия. Такой вид теплопередачи называется конвекцией (от латинского слова конвекцио – перенесение).

13. Обобщенный вывод. Мы видели, что при конвекции тепловая энергия переносится вместе с веществом.

14. Объяснение наблюдаемых в опыте физических явлений на основе какой-либо теории. 

От горящей спиртовки нагревается стекло и соприкасающиеся с ним слои воды. При нагревании вода расширяется. Плотность расширившейся воды меньше, чем плотность холодной, и поэтому слой теплой воды всплывает в окружающей холодной воде. Таким образом, тепловая энергия переносится вместе с веществом.

Инженер-строитель. Ребята, а почему архитекторы при проектировании зданий  помещают форточку для проветривания комнаты в верхней части окна, а батарею под окном.

Ученик. Теплый воздух от батареи поднимается вверх и греет комнату. А воздух из форточки опускается вниз и перемешивается с теплым воздухом от батареи.

Инженер-строитель. Зачем батареи отопления делают ребристыми?

Ученик. Для увеличения площади соприкосновения поверхности теплой батареи и окружающего воздуха, который около батареи нагреваясь, поднимается вверх и уносит с собой тепло.

Инженер-строитель. Да, слой теплого воздуха от батареи доходит до потолка, остывает, тяжелеет и опускается вниз. Происходит круговорот. Так тепло переносится струями воздуха.

Учитель. Какое определение конвекции мы можем сформулировать?

Ученики. Конвекция — это перенос тепла с помощью вещества.

Учитель.  Откройте стр.12 учебника. Рассмотрим рисунок. Что вы видите?

Ученик. Тут показано, как воздух нагревается от поверхности батареи и, расширяясь, доходит до потолка. Некоторое время он находится возле потолка, а потом остывает, тяжелеет и опускается вниз. Холодный воздух выталкивает вверх теплые слои воздуха. Тем самым он опускается и идет на место теплого воздуха. Так происходит круговорот, и комната нагревается.

Физик. А теперь немного изменим наш опыт. Попробуем сверху прогреть воду, налитую в пробирку. Иванов! Подойди, пожалуйста, к столу и проделай этот опыт.  (Ученик выходит, некоторое время греет верхнюю часть пробирки с водой. Для большего эффекта опыта в пробирку с холодной водой нужно опустить с помощью груза на дно кусок льда).

Ученик. Мы видим, что верхний слой воды закипает, а нижние остаются холодными, даже лед не весь растаял.

Физик. Что мы можем сказать о направлении конвекции?

Ученик. В этом случае (вниз) конвекция не происходит. Значит, тепло при конвекции может переноситься только вверх.

Из этого опыта следует, что жидкости и газы следует нагревать снизу, так как их теплопроводность мала.

Физик. Как вы думаете, в твердых телах конвекция происходит?

Ученик. Нет, наверное.

Физик. Да, вы правы. В твердых телах конвекция происходить не может. Вспомним, что каждая частица кристаллического тела лишь колеблется около одной точки, удерживаемая сильным взаимным притяжением с другими частицами. Поэтому при нагревании твердого тела в нем не могут образоваться потоки вещества. В твердых телах энергия передается теплопроводностью.

Итак, чем же отличается конвекция от теплопроводности?

Ученик. При теплопроводности энергия переносится от более нагретых участков тела к менее нагретым в результате теплового движения и взаимодействия частиц; а при конвекции энергия переносится самими струями газа или жидкости.

Учитель. А теперь вспомним о нашем чайнике.

Вода в чайнике быстро закипает благодаря земному притяжению. Нижние слои воды, нагреваясь, расширяются, становятся легче и поднимаются к верху, а на их место поступает холодная вода. Быстрый нагрев жидкости или газов во всем объеме происходит благодаря конвекции, которая происходит вследствие земного притяжения.

 При конвекции энергия переносится самими струями газа или жидкости. Воздух, который соприкасается с плитой или лампой, нагревается от ее поверхности и расширяется. Плотность расширившегося воздуха меньше, чем плотность холодного, и поэтому слой теплого воздуха всплывает в холодном воздухе. Ведь архимедова сила, действующая на теплый воздух со стороны холодного снизу вверх, больше, чем сила тяжести, действующая на теплый воздух, направленная вниз. Затем нагревается и начинает двигаться вверх следующий слой холодного воздуха и т.д.

Конвекция широко наблюдается и  применяется в быту и в промышленности.

Инженер-строитель. Что бы дом был теплый, недостаточно сделать добротные стены, потолки и полы, нужно продумать и его отопление.

Выбор системы отопления определяется, прежде всего, наличием того или иного вида топлива. Если в распоряжении имеются только дрова или торф, то в этом случае наиболее целесообразно устроить печное отопление. При наличии каменного угля или брикетов лучше сделать водяное отопление. Действие того и другого вида отопления основано на конвекции. В качестве нагревательных приборов применяются чугунные нагреватели, которые размещаются под окнами или у внутренних стен. Благодаря конвекции воздух вблизи потолка теплее, чем вблизи пола.

Учитель. Воздух – плохой проводник; при его помощи мы можем сохранять тепло, но с одним условием: если мы избежим конвекции, которая сводит на нет все теплоизоляционные свойства воздуха. Устранение конвекции достигается применением разного рода пористых и волокнистых материалов. Внутри таких тел воздуху трудно двигаться. Все подобные тела хороши, как теплоизоляторы только благодаря способности удерживать слой воздуха.

Теплопроводность же самих веществ волокна или стенок пор может быть и не очень малой.

Рассмотрим теперь другой пример. Сидя около костра, мы согреваемся, чувствуем, как передается тепло от костра нашему телу. Между пламенем костра и нашим телом находится воздух, а он, как известно, имеет малую теплопроводность. Значит, энергия передается нашему телу не за счет теплопроводности. Но и конвекцией объяснить передачу тепла в этом случае тоже нельзя, так как конвекционные потоки всегда направлены вверх. Следовательно, существует еще один вид теплопередачи. А познакомит нас с ним физик!

Физик. Возьмем теплоприемник – прибор, представляющий собой плоскую круглую коробку, одна сторона которой отполирована, как зеркало, а другая покрыта черной матовой краской. Внутри коробки находится воздух, который может выходить через отверстие в теплоприемнике. Соединим теплоприемник с жидкостным манометром и поднесем к теплоприемнику сбоку  электрическую плитку или кусок металла, нагретый до высокой температуры. Мы заметим, что столбик жидкости в манометре переместится. Почему?

Воздух в теплоприемнике нагрелся и расширился. Нагревание воздуха в теплоприемнике можно объяснить лишь передачей ему энергии от нагретого тела. Как передавалась энергия в этом случае? Ясно, что не теплопроводностью, так как между нагретым телом и теплоприемником находится воздух, обладающий малой теплопроводностью. Не было здесь и конвекции – ведь теплоприемник расположен не над нагретым телом, а рядом с ним. Следовательно, энергия передавалась иным видом теплопередачи. Этот вид теплопередачи называют излучением.

Передача энергии излучением отличается от других видов теплопередачи тем, что она может существовать в полном вакууме. Излучением передается на Землю и солнечная энергия.

Учитель. Огромное количество теплоты получает поверхность Земли от Солнца. Подсчитано, что количеством теплоты от лучей Солнца, посылаемых на землю в течение года, можно было бы расплавить слой льда вокруг земли толщиной 96 м. Потребовалось бы лишь одно условие: чтобы все Солнечное излучение поглощалось Землей. Однако Земля поглощает лишь его небольшую часть; большая же часть излучения Солнца отражается.

Солнечная энергия используется в сельском хозяйстве. Но об этом вам расскажет инженер-строитель.

Инженер-строитель. Я вам расскажу о солнечном водонагревателе. В некоторых колхозах используют солнечную энергию для нагревания воды на животноводческих фермах. Для подогрева воды устанавливают трубчатые водонагреватели, которые состоят из бака-аккумулятора, заполненного водой, и водонагревателя, соединенного с баком трубками. Солнечные лучи падают на водонагреватель, где вода, нагревшись, поднимается по трубе в бак, а на ее место приходит холодная вода. В любом дачном поселке можно встретить нехитрую гелиоустановку: сорокаведерный металлический бак на деревянном помосте или просто на крыше сарая. Солнечным летним днем вода в баке, окрашенном темной краской, нагревается до 400-500 С.

Агроном. Солнечная энергия так же используется в теплицах.  Основную часть тепла теплица получает за счет солнечных лучей. Дополнительное тепло создается искусственным источником. Стеклянная крыша теплицы и стеллажи в ней наклонены на юг, стеллажи с посевными ящиками находятся в верхней части помещения, где скапливается более нагретый воздух. Обычное стекло пропускает в теплицу или парник 85% солнечной энергии, а потери инфракрасного излучения в обратном направлении очень невелики. В поисках путей повышения полезного действия стекла, ученые пришли к применению пленки из двуокиси олова. Она наносится пульверизатором на предварительно разогретое до 4000-5000С стекло. Внешний вид его практически не меняется, но энергия солнечных лучей, попавшая за прозрачную перегородку, уже не может вырваться назад. Она «запирается», как в капкане. Пленка из двуокиси олова только на 6% ухудшает прохождение прямых солнечных лучей через стекло, но зато на 65% улучшает тепловое отражение внутрь теплицы.

Новое стекло позволяет создать дешевые солнечные нагреватели и термоэлектрогенераторы без движущихся частей. Оно найдет применение в душевых и банях, солнечных опреснителях и электростанциях.

Учитель. Способность тел по-разному поглощать энергию излучения используется человеком. Например, воздушные шары и крылья самолетов красят серебристой краской, чтобы они не нагревались Солнцем.

Итак, мы рассмотрели три способа передачи теплоты: теплопроводность, конвекция, излучение.

Учитель. Рыбаки, работающие на парусных суднах, предпочитают уходить в море ночью, а возвращаться с улова – днем. Как вы думаете, с чем это связано?

Ученик. Это связано с ветром, который называется «бриз». Он возникает на берегу моря.

Учитель. Эти бризы объясняются конвекцией. А как образуются дневной и ночной бризы?

Ученик. Днем суша нагревается быстрее и сильнее, чем вода. Поэтому и воздух над сушей нагревается больше, чем над водой, его плотность уменьшается, и давление более теплого воздуха становится меньше давления более холодного воздуха над морем. В результате, как в сообщающихся сосудах, холодный воздух по низу с моря перемещается к берегу, дует ветер. Это и есть дневной бриз.

Ночью вода охлаждается медленнее, чем суша, и воздух над сушей становится более холодным, чем над водой. Образуется ночной бриз – движение холодного воздуха от суши к морю.

Учитель. Откройте все дневники и запишите домашнее задание: §5, упр .2 (1. 3), стр. 13.

А теперь давайте попробуем ответить на следующие вопросы:

1. Почему в начале топки печей, когда печь еще не нагрелась, температура воздуха в помещении понижается?

2. Почему сады не рекомендуется разводить в низинах?

3. Почему глубокий, рыхлый снег предохраняет озимые посевы от вымерзания?

4. Почему при рыхлении почвы – вспашке и бороновании – теплопроводность почвы уменьшается?

5. Зачем весной в холодные и ясные ночи в садах разводят костры, дающие много дыма?

6. Юннат, желая ускорить таяние снега на участке, посыпал его землей. Ускорит ли это таяние снега?

7. Почему подвал – самое холодное место в доме?

8.  Каким способом охлаждается воздух в комнате зимой при открытой форточке?

Подведение итогов урока, комментирование работы учащихся, выставление оценок.

Почему зимой в салоне холоднее, хотя термостат говорит, что температура такая же?

Главная / Разное / Почему зимой в помещении холоднее, хотя термостат говорит, что температура такая же?

Кажется, на этот вопрос есть много реальных ответов. Мы проведем вас через Интернет с несколькими ответами на этот вопрос.
Ответ №1

1. Воздух в помещении зимой более сухой, поэтому пот испаряется быстрее, охлаждая кожу;

2. Возле пола могут быть сквозняки и карманы более холодного воздуха;

3. Стены более холодные и не излучают обычное количество инфракрасного излучения, поэтому вы теряете тепло из-за того, что ваше тело излучает больше инфракрасного излучения, чем получает;

4. Вы можете проводить больше времени в помещении и, следовательно, иметь меньшую физическую активность, поэтому ваше тело выделяет меньше тепла.

Источник: https://www.reddit.com/r/explainlikeimfive/comments/k8gzd7/eli5_why_does_it_feel_colder_inside_in_the_winter/

Ответ #2

Ваше тело теряет тепло и получает тепло, делая окружающую среду более прохладной или более теплой в зависимости от того, какой тепловой поток работает в любой момент времени. Этот процесс происходит тремя способами: теплопроводность (прямой контакт с источником тепла), конвекция (поток воздуха) и излучение (переток тепла непосредственно от более теплой поверхности к более холодной). Все тепло передается таким образом, и все тепло ощущается. своим телом таким образом.

Источник:  https://www.quora.com/Why-does-my-home-feel-холоднее-зимой-и-теплее-летом-даже-хотя-термостат-показывает-что- он поддерживает постоянную температуру

Ответ №3

Если вы не даете своему телу адаптироваться и чаще остаетесь в тепле, когда холодно, ваше тело тоже не адаптируется. Если вы не боитесь холода и проводите больше времени на улице в более холодных условиях, ваше тело снизит температурный порог.

Есть и другие факторы, влияющие на то, как мы себя чувствуем. В ветреный день воздух постоянно заменяется новым, более прохладным воздухом, поэтому ваше тело теряет больше тепла, чем в безветренный день.

Влажность также может быть фактором. Водяной пар действует как изолятор, поэтому, когда уровень влажности выше, вы будете чувствовать себя теплее, так как теряете тепло медленнее.

Источник: https://www.wmcactionnews5.com/2019/10/09/breakdown-why-same-temperature-can-feel-colder- Different-seasons/

 

Введите адрес электронной почты, чтобы получать информацию об акциях и других обновлениях!

• (608) 255-6902
• Факс: (608) 255-2001
• 87 Ноб Хилл Роуд
  Мэдисон, Висконсин 53713
• Info@HarkerHeating. com

Свяжитесь с нами

Запросить услугу или предложение

Оставьте нам отзыв

Твиттер

YouTube

Обязательно проверьте свой фильтр!

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ

Икс

термодинамика — Проветривается ли помещение быстрее, когда на улице холодно?

спросил 8 лет, 4 месяца назад

Изменено 8 лет, 4 месяца назад

Просмотрено 906 раз

$\begingroup$

Когда мы открываем окно, а на улице холодно, мы чувствую что холодный воздух быстро распространяется. Но в конце концов, холодный воздух распространяется быстрее, чем если бы температура наружного воздуха была теплой?

Другими словами, нужно ли зимой проветривать помещение в течение более короткого времени, чтобы воздух в помещении обновлялся?

• термодинамика

$\endgroup$

$\begingroup$

На основании комментария Кристьянса в ответе Кирана Хантса. ..

Мне приходит в голову, что в комнатах воздух холоднее, чем снаружи, а в комнатах воздух теплее, чем снаружи и ведут себя немного по-другому. В частности, если воздух снаружи более холодный, воздух из комнаты выходит через верхнюю часть окна и заменяется более холодным воздухом, стекающим вниз к полу. Если воздух в комнате более холодный, он выходит из нижней части окна и заменяется более теплым воздухом, поднимающимся к потолку.

Я предполагаю, что более распространено стоять на полу, чем на потолке, поэтому эффект конвекции будет ощущаться почти мгновенно, если наружный воздух холоднее, и с задержкой, если он теплее. Также в любом случае часть воздуха в помещении не будет заменена конвекцией, а будет гораздо более медленной диффузией. В случае более холодного наружного воздуха неизменная часть находится в потолке над головами большинства людей, в случае более теплого наружного воздуха более медленная часть находится у ваших ног и будет ощущаться.

$\endgroup$

$\begingroup$

Скорее всего, скорость диффузии холодного воздуха будет меньше.