Теплопровідність

Фізика 8 клас | §13 | Бар'яхтар, 2025

Що таке теплопровідність?

Визначення

Теплопровідність — вид теплообміну, при якому енергія передається від більш нагрітих частин тіла до менш нагрітих внаслідок теплового руху мікрочастинок без переносу речовини.

Місце серед видів теплопередачі

Теплопровідність — один із трьох видів теплопередачі поряд із конвекцією та випромінюванням.

Обов'язкова умова

Безпосередній контакт тіл або частин тіла — без контакту теплопровідність неможлива.

Механізм теплопровідності

Як передається енергія?

1

Прискорення молекул

При нагріванні молекули гарячої ділянки рухаються швидше та передають енергію сусіднім молекулам через зіткнення.

2

Пошарова передача

Енергія передається шар за шаром — від гарячого кінця до холодного.

3

Роль вільних електронів

У металах теплопровідність забезпечується також вільними електронами, тому метали проводять тепло найкраще.

Дослід: нагрівання металевого стрижня

Теплопровідність різних речовин

Закономірність

У газах молекули розташовані далеко одна від одної і стикаються рідко — тому теплопровідність мінімальна.

🔩 Метали

Найкраща теплопровідність: мідь, алюміній, залізо

💧 Рідини

Погана теплопровідність: вода, масло

💨 Гази

Найгірша теплопровідність: повітря, пара

Теплоізолятори

Що таке теплоізолятор?

Речовини з дуже низькою теплопровідністю: пінопласт, вата, хутро, пух, деревина, корок.

Чому вони ізолюють?

Вовна, пух, хутро містять повітря між волокнами — саме воно забезпечує теплоізоляцію, бо повітря майже не проводить тепло.

Де застосовують?

Зимовий одяг, будівельна ізоляція, термоси, холодильники, подвійні вікна.

Теплопровідність у природі та побуті

🔧 Ручки каструль

Виготовляють із пластику або дерева — погані провідники тепла, щоб не обпектися.

❄️ Сніг захищає рослини

Сніг погано проводить тепло — зберігає тепло ґрунту та захищає коріння від морозу.

🏠 Подвійні вікна

Повітряний прошарок між склом є теплоізолятором, що зменшує втрати тепла.

🐻 Хутро тварин

Захищає від холоду завдяки повітрю між волосинками — природній теплоізоляції.

Чому метал «холодніший» за дерево?

Парадокс відчуття температури

Металева і дерев'яна лінійки лежать на столі — вони мають однакову температуру. Проте метал на дотик здається значно холоднішим.

Метал

Висока теплопровідність — швидко відводить тепло від руки. Відчувається як «холодний».

Дерево

Низька теплопровідність — тепло від руки відводиться повільно. Відчувається як «тепле».

Задачі зі збірника Гельфгата (§4)

Якісні задачі

1

Задача 4.7

Чому радіатори обігрівачів виготовляють із металу, а не з пластику?

2

Задача 4.8

Для чого труби теплових мереж, що розташовані над землею, обмотують мінеральною ватою?

3

Задача 4.22

Чому гази мають малу теплопровідність? Поясніть із точки зору МКТ.

4

Задача 4.23

Який матеріал краще ізолює: а) суцільний пластик чи спінений; б) сніг чи лід?

Задачі зі збірника Гельфгата — продовження

Задачі підвищеного рівня

Задача 4.27

Бабусі вкутують каструлю теплою ковдрою, щоб зберегти їжу теплою. Чи можна за допомогою теплої ковдри «зберігати» холод? Поясніть.

Задача 4.42

Людина без одягу на холодному повітрі може перебувати досить довго, а в холодній воді — швидко замерзає. Чому?

Задача 4.53

Метал на морозі здається холоднішим за дерево. А у п'ятдесятиградусну спеку — який здаватиметься прохолоднішим? Поясніть.

Контрольні запитання

01

Що таке теплопровідність? Чим вона відрізняється від конвекції?

02

Поясніть механізм теплопровідності на основі МКТ.

03

Чому метали мають найкращу теплопровідність серед твердих тіл?

04

Чому гази є найгіршими провідниками тепла?

05

Чи відбувається перенесення речовини під час теплопровідності?

06

Наведіть приклади використання теплоізоляторів у побуті.

07

Чому взимку в просторому взутті тепліше, ніж у вузькому?

Підсумок уроку

✅ Визначення

Теплопровідність — передача енергії від нагрітих частин до холодних без переносу речовини.

✅ Провідники

Найкраще проводять тепло метали (мідь, алюміній), найгірше — гази (повітря).

✅ Ізолятори

Теплоізолятори (пінопласт, вата, повітря) широко застосовуються в побуті та будівництві.

✅ Відчуття тепла

Відчуття «холодного» або «теплого» залежить від теплопровідності матеріалу, а не від його температури.