8th Grade Physics Textbook 2021 (PDF)

УДК 37.016:53(075.3) Ф50 Авторський колектив: Віктор Бар’яхтар, Станіслав Довгий, Фаїна Божинова, Олена Кірюхіна Рекомендовано Міністерством освіти і науки України (наказ Міністерства освіти...

УДК 37.016:53(075.3) Ф50 Авторський колектив: Віктор Бар’яхтар, Станіслав Довгий, Фаїна Божинова, Олена Кірюхіна Рекомендовано Міністерством освіти і науки України (наказ Міністерства освіти і науки України від 22.02.2021 № 243) Видано за рахунок державних коштів. Продаж заборонено А в т о р и й в и д а в н и ц т в о в и с л о в л ю ю т ь щ и р у п о д я к у: М. М. Кірюхіну, президенту Спілки наукових і інженерних об’єднань України, кандидату фізико-математичних наук; І. Ю. Ненашеву, учителю-методисту, заслуженому вчителю України; І. В. Хован, учителю фізики, кандидату педагогічних наук, за слушні зауваження й конструктивні поради; І. С. Чернецькому, завідувачу відділу створення навчально-тематичних систем знань Національного центру «Мала академія наук України», кандидату педагогічних наук, за допомогу у створенні відеороликів демонстраційних і фронтальних експериментів Методичний апарат підручника успішно пройшов експериментальну перевірку в Національному центрі «Мала академія наук України» Ілюстрації Володимира Хорошенка, Володимира Зюзюкіна Фізика : підруч. для 8 кл. закл. загал. серед. освіти / Ф50 [Бар’яхтар В. Г., Довгий С. О., Божинова Ф. Я., Кірюхі- ­ на О. О.] ; за ред. Бар’яхтара В. Г., Довгого С. О. — 2-ге вид., перероб. — Харків : Вид-во «Ранок», 2021. — 240 с. : іл., фот. ISBN 978-617-09-6973-6 УДК 37.016:53(075.3) Інтернет-підтримка © Бар’яхтар В. Г., Божинова Ф. Я., Довгий С. О.,  Кірюхіна О. О., 2016 © Бар’яхтар В. Г., Довгий С. О., Божинова Ф. Я.,  Кірюхіна О. О., перероблення, 2021 © Хорошенко В. Д., Зюзюкін В. В.,  ілюстрації, 2016 © Хлистун В. В., фотографії, 2016 ISBN 978-617-09-6973-6 © ТОВ Видавництво «Ранок», 2021    Дорогі друзі! Цього навчального року ви продовжите свою подорож світом фізики. Як і раніше, ви будете спостерігати явища природи, проводи- ти справжні наукові експерименти й на кожному уроці робити власні маленькі відкриття. Жодна справжня подорож не буває легкою, але ж скільки нового ви дізнаєтеся про світ навколо! А підручник, який ви тримаєте в руках, стане для вас надійним помічником. Будьте уважними й наполегливими, вивчаючи зміст кожного па- раграфа, і тоді ви зможете зрозуміти суть викладеного матеріалу та за- стосувати здобуті знання в повсякденному житті. Зверніть увагу на те, що параграфи завершуються рубриками: «Підбиваємо підсумки», «Контрольні запитання», «Вправа». Для чого вони потрібні і як з ними краще працювати? У рубриці «Підбиваємо підсумки» подано відомості про основні по- няття та явища, з якими ви ознайомилися в параграфі. Отже, ви маєте можливість іще раз звернути увагу на головне. «Контрольні запитання» допоможуть з’ясувати, чи зрозуміли ви вивчений матеріал. Якщо ви зможете відповісти на кожне запитання, то все гаразд, якщо ж ні, знову зверніться до тексту параграфа. Рубрика «Вправа» зробить вашу подорож у дивовижний світ фізики ще цікавішою, адже ви зможете застосувати отримані знан- ня на практиці. Завдання цієї рубрики диференційовані за рівнями складності — від доволі простих, що потребують лише уважності, до творчих, розв’язуючи які слід виявити кмітливість і наполегливість. Но- мер кожного завдання має свій колір (у порядку підвищення складності: синій, зелений, оранжевий, червоний, фіолетовий). Серед завдань є такі, що слугують для повторення матеріалу, який ви вже вивчали в курсах природознавства, математики або на поперед ­ ніх уроках фізики. Довідкові дані, необхідні для виконання завдань, ви знайдете в Додатку наприкінці підручника. Зверніть увагу на те, що в підручнику є матеріал, обмежений по- значками і , — він призначений для тих, хто прагне знати більше. 3  Вступ Фізика — наука насамперед експериментальна, тому в підручнику наявні експериментальні завдання та лабораторні роботи. Обов’язково виконуйте їх — і ви будете краще розуміти фізику. Радимо опрацьову- вати завдання «із зірочкою», завдяки яким ви навчитеся подавати ре- зультати експериментів так, як це роблять справжні вчені. Впоратися із цими завданнями вам допоможе матеріал, поданий наприкінці Додатка. Матеріали, запропоновані наприкінці кожного розділу в рубриках «Підбиваємо підсумки розділу», «Завдання для самоперевірки», а також матеріали «До практикумів із розв’язування задач» наприкінці підруч- ника допоможуть систематизувати отримані знання, будуть корисними під час повторення вивченого та в ході підготовки до контрольних робіт. Після кожного розділу підручника подано теми навчальних про- єктів, рефератів і повідомлень, експериментальних досліджень. Зазна- чимо, що ці теми є орієнтовними. Тож якщо ви не хочете зупинятися на досягнутому, то можете запропонувати власні теми, а потім якісно їх опрацювати. В інтернет-підтримці підручника ви знайдете відеоролики, що показують у дії певний фізичний дослід або процес; інформацію, яка допоможе вам у виконанні завдань; тренувальні тестові завдання з комп’ютерною перевіркою. Працюючи над навчальними проєктами, радимо уважно ознайомитися з деякими порадами щодо їх створення і презентації, поданими в матеріалі «Етапи роботи над навчальним проєктом». Для тих, хто хоче більше дізнатися про розвиток фізичної науки й техніки в Україні та світі, знайдеться чимало цікавого й корисного в рубриках «Фізика і техніка в Україні» та «Енциклопедична сторінка». Зверніть увагу на те, що в підручнику використано позначки, які допоможуть вам орієнтуватися в поданому матеріалі: Підбиваємо підсумки Завдання на повторення Контрольні запитання Експериментальне завдання Вправа Інтернет-підтримка Цікавої подорожі світом фізики, нехай вам щастить! 4  РОЗДІЛ I ТЕПЛОВІ ЯВИЩА Ви багато разів спостерігали дію вітру, а тепер зможете пояснити, чому виникає вітер Ви неодноразово кип’ятили воду і знаєте температуру кипіння води, а тепер дізнаєтесь, як змусити воду закипіти за кімнатної температури Ви завжди надягаєте взимку теплі речі, а тепер з’ясуєте, чи завжди їх надягають, щоб захиститися від холоду Ви чули про існування наноматеріалів, а тепер дізнаєтеся про їхні властивості та перспективи застосування Ви знаєте, що більшість автомобілів має двигун внутрішнього згоряння, а тепер зможете пояснити, як цей двигун працює і як збільшити його ККД  Розділ I. Теплові явища. Частина 1 Ча тина 1. Темпера ура. Вну рішня с т т енергія. Теплопередача § 1. Тепло ий с ан іл. Темпера ура  в т т т а ї ї имірю ання т в в Для всіх змалку є звичними слова: гаряче, тепле, холодне. «Обережно, чашка гаряча, обпечешся», — застерігали нас дорослі. Ми не розуміли, що означає «гаряча», тор- калися чашки — і обпікалися. «Сніг холодний, не знімай рукавичок, пальчики змерз- нуть», — умовляла бабуся. ам дуже хотілося дізнатись, а як це — «холодний», ми Н знімали рукавички й невдовзі розуміли значення цього слова. «Доведеться побути в ліжку. емпература висока», — наполягав лікар... що ж таке температура з погляду Т А фізики? Знайомимося з поняттям «температура» 1 Початкових уявлень про температуру людина набула за допомогою дотику. Характеризуючи, наприклад, тепловий стан дуже холодного тіла, можна сказати про нього «крижане», тобто порівняти свої відчуття від дотику до цього тіла з відчуттями, що виникають унаслідок дотику до криги. З’ясовуючи, наскільки нагріті ті чи інші тіла, ми порівнюємо їхні температури. Коли говорять: «Сьогодні надворі тепліше, ніж учора», — це означає, що температура повітря на вулиці сьогодні вища, ніж учора; фраза «Сніг на дотик холодний» означає, що температура снігу нижча від температури руки. Таким чином, на інтуїтивному рівні ми визначаємо а б Рис. 1.1. Досліди на підтвердження суб’єктивності наших відчуттів: а — гладенький папір здається холоднішим, ніж шорсткий килимок; б — якщо занурити ліву руку в теплу воду, праву — в холодну, а через деякий час обидві руки помістити в посудину з водою кімнат- ної температури, то виникне дивне відчуття: ту саму воду ліва рука сприйме як холодну, а права — як теплу 6  § 1. епловий стан тіл. емпература та її вимірювання Т Т температуру тіла як фізичну величину, що характеризує ступінь нагрітості тіла. Однак, визначаючи ступінь нагрітості тіл на дотик, можна дати лише приблизну оцін- ку їхньої температури. Крім того, не завжди можна торкнутися тіла й оцінити, наскільки воно гаряче або холодне. Більш того, відчуття можуть нас обманювати. Справді, за тієї самої кімнатної температури металеві предмети зда- ються холоднішими, ніж дерев’яні або пласт- а масові, а шорсткі — теплішими, ніж гладень- кі (рис. 1.1, а). І навіть одне тіло в той самий момент може мати на дотик різний ступінь нагрітості (рис. 1.1, б). Вводимо поняття теплової рівноваги 2 Досліди показують: коли більш нагрі- те тіло контактує з менш нагрітим, то більш нагріте тіло завжди охолоджується, а менш нагріте — нагрівається. До того ж можуть змі- нюватися й інші властивості тіл: вони стають б більшими або меншими за розмірами, можуть перейти в інший агрегатний стан, почати кра- ще чи гірше проводити електричний струм, можуть почати випромінювати світло іншого кольору та ін. Натомість однаково нагріті тіла, контактуючи одне з одним, не змінюють своїх ­ властивостей, і тоді кажуть, що ці тіла пере- бувають у стані теплової рівноваги (рис. 1.2). Температура — це фізична величина, яка характеризує стан теплової рівноваги системи тіл. ­ в ізнаємося про фізичний зміст ис. 1.2. Однаково гарячі 3 Д температури Р або однаково холодні тіла Температура тіла тісно пов’язана зі швид- перебувають у стані теплової кістю хаотичного руху частинок речовини, рівноваги: а — книжки з яких складається тіло (атомів, молекул, перебувають у стані теплової рівноваги зі столом; б — дрова йонів). Цей рух так і називають — тепловий. перебувають у стані теплової Частинки речовини завжди рухаються, рівноваги з повітрям; отже, завжди мають кінетичну енергію. Чим в — іграшки перебувають швидше рухаються частинки, тим вища тем- у стані теплової рівноваги пература тіла. з водою 7  Розділ I. тЕПЛОВІ ЯВиЩа. Частина 1 Швидкість руху окремих частинок (а отже, їхня кінетична енергія) безперервно змінюється. Проте в стані теплової рівноваги в усіх тілах системи середня кінетична енергія частинок (тобто кінетична енергія, що припадає в середньому на одну частинку) є однаковою. З точки зору молекулярно-кінетичної теорії можна дати таке означення температури: Температура — міра середньої кінетичної енергії хаотичного руху ча- стинок речовини, із яких складається тіло. Отже, є об’єктивний чинник для визначення температури тіла — це середня кінетична енергія його частинок. Цей чинник не залежить від наших відчуттів, проте він аж ніяк не допоможе виміряти температуру. Як ви вважаєте, чому неможливо безпосередньо виміряти середню кінетичну енергію руху частинок, з яких складається тіло? Вимірюємо температуру 4 Прилади для вимірювання температури називають термометрами. Дія термометрів заснована на тому, що зі зміною температури тіла змінюються певні властивості цього тіла (рис. 1.3). Розглянемо, наприклад, рідинний термометр, дія якого ґрунтуєть- ся на розширенні рідини під час нагрівання (докладніше про це ви дізна- єтесь із § 2). Найпростіший рідинний термометр складається з резервуа- ра, наповненого рідиною (зазвичай спиртом), довгої тонкої трубки, у яку виступає стовпчик цієї рідини, і шкали (рис. 1.4). Об’єм рідини є мірою температури: чим вища температура тіла, тим більшим є об’єм рідини й тим вищий стовпчик рідини в термометрі. Щоб за довжиною стовпчика рідини можна було визначати темпера- туру, слід нанести шкалу, насамперед позначивши на ній так звані репер- ні точки, тобто точки, на яких ґрунтується температурна шкала. Вони мають бути пов’язані з якимись фізичними процесами, які відбувають- ся за незмінної температури та які легко відтворити. Так, для побудови °C 50 50 40 30°C 40 20°C 40°C 30 30 20 10°C 50°C 20 10 10 0 0°C 60°C 0 10 10 20 20 30 30 а б в г рис. 1.3. Різні види термометрів: а — рідинний (мірою температури є довжина стовпчика рідини); б — металевий (біметалева пластинка, яка з’єднана зі стрілкою термометра, виги- нається в результаті нагрівання); в — побутовий електронний термометр (зі зміною темпе- ратури змінюються покази на цифровому табло); г — рідинно-кристалічний (унаслідок зміни температури змінюються колір відповідної ділянки термометра) 8  § 1. тепловий стан тіл. температура та її вимірювання найбільш використовуваної шкали Цельсія за реперні точки беруть: °C 0 °С — температуру танення чисто- 50 50 го льоду за нормального атмосферного тиску. 40 40 3 Для цього резервуар майбутнього термометра 30 30 2 опускають у лід, що тане, і, дочекавшись, коли 20 20 стовпчик рідини припинить рух, навпроти по- 10 10 0 0 верхні рідини в стовпчику ставлять позначку 10 10 0 °С (рис. 1.5, а); 20 20 100 °С — температуру кипіння води за 30 30 нормального атмосферного тиску. Резервуар 1 майбутнього термометра занурюють у киплячу воду і положення стовпчика рідини позначають рис. 1.4. Будова як 100 °С (рис. 1.5, б). рідинного термометра: Поділивши відстань між позначками 1 — резервуар із рідиною; 0 і 100 °С на сто рівних частин, отримаємо тер- 2 — трубка; 3 — шкала мометр, який проградуйовано за шкалою Цель- сія, та одиницю температури за цією шкалою — градус Цельсія (°C). 1 °C дорівнює одній сотій частині зміни температури води під час її нагрівання від температури плавлення до температури ки- 0 °C піння за нормального атмосферного тиску. Температуру, виміряну за шкалою Цель- сія, позначають символом t: [t] = 1 °C.* У СІ за основну одиницю температури взя- а то кельвін (K). Температура, виміряна за шка- лою Цельсія (t), пов’язана з температурою, вимі- 100 °C ряною за шкалою Кельвіна (T), співвідношенням: t = T – 273. Зверніть увагу: термометр показує влас- 0 °C ну температуру, отже, вимірюючи температуру будьякого тіла, слід дочекатися стану теплової рівноваги між тілом і термометром. Чому для вимірювання температури лікарі радять тримати термометр кілька хвилин? б підбиваємо підсумки рис. 1.5. Побудова темпе- Якщо в будь-який спосіб створити кон- ратурної шкали Цельсія: такт між тілами, через деякий час їхні а — температурі танення властивості припинять змінюватися. Тоді льоду приписують значен- ня 0 °С; б — температурі * Під час перевірки одиниць у ході розв’язування задач кипіння води приписують цифру 1 зазвичай опускають. значення 100 °С 9  Розділ I. тЕПЛОВІ ЯВиЩа. Частина 1 говорять, що тіла перебувають у стані теплової рівноваги. Фізичну вели- чину, яка характеризує стан теплової рівноваги, називають температу- рою. Температура — це міра середньої кінетичної енергії руху частинок речовини, із яких складається тіло. Прилади для вимірювання темпе- ратури називають термометрами. Дія термометрів ґрунтується на тому, що зі зміною температури змінюються певні властивості тіл. Контрольні запитання 1. Чому не завжди можна оцінити температуру тіла на дотик? 2. У чому полягає стан теплової рівноваги? 3. Наведіть два означення темпера- тури. 4. Чому хаотичний рух частинок речовини називають тепловим рухом? 5. Наведіть приклади різних термометрів. 6. Опишіть принцип дії рідинного термометра. 7. Назвіть реперні точки шкали Цельсія. Вправа № 1 1. Наведіть приклади тіл, що перебувають у стані теплової рівноваги. Обґрунтуйте свою відповідь. 2. Згадайте будову й принцип дії рідинного термометра та поясніть, що більше розширюється під час нагрівання — скло чи рідина. 3. Чому розміри термометра мають бути невеликими порівняно з роз- мірами тіла, температуру якого вимірюють? 4. Скористайтеся додатковими джерелами інформації та дізнайтеся про історію створення термометрів і різних температурних шкал (Фаренгейта, Реомюра тощо). Підготуйте коротке повідомлення. 5. Визначте ціну поділки та покази термометрів на рис. 1.3, а, б. експериментальне завдання Проведіть дослід із теплою та холодною водою, описаний у пункті 1 § 1. Опишіть послідовність своїх дій, зробіть висновок. Фізика і техніка в Україні Фізико­технічний інститут низьких температур ім. б. і. Вєркіна нан україни (Харків) був заснова- ний у 1960 р. для вивчення фізичних явищ за низьких температур. Ці дослідження були важливими для осво- єння космічного простору. Завдання, поставлені перед науковцями, передба- чали дослідження теплових властивостей газів, рідин і твердих тіл в умовах космосу. Досвіду таких дослі- джень у світі не було, тому довелося починати з мето- дів вимірювання температури, теплопровідності, вивчення особливостей конвекції та випромінювання. В усіх напрямах співробітники інституту досягли видатних наукових результатів. Про це свідчать і численні наукові премії, в тому числі міжнародні. У 1991 р. інституту присвоєно ім’я його засновника та першого директора — академіка Бориса Ієремійовича Вєркіна (1919–1990). 10  § 2. ЗалежнісТь роЗміріВ ФіЗичниХ Тіл Від ТемпераТури Якщо ви досить спостережливі, то, можливо, звертали увагу ось на що. Влітку елек- тричні дроти провисають набагато сильніше, ніж узимку, тобто влітку вони виявля- ються довшими. Якщо набрати повну пляшку холодної води та поставити її відкритою в тепле місце, то згодом частина води з пляшки виллється. Повітряна кулька, вине- сена з кімнати на мороз, зменшується в об’ємі. Спробуємо розібратися, чому так. переконуємося в тепловому розширенні 1 твердих тіл, рідин і газів Нескладні досліди й численні спостереження пере- конують у тому, що, як правило, тверді тіла, ріди- ни й гази під час нагрівання розширюються, а під час охолодження — стискуються. Теплове розширення газів можна спостеріга- ти за допомогою колби, заповненої повітрям. Ший- ку колби щільно закоркуємо, а в корок уставимо скляну трубку. Зануримо скляну трубку в посудину з водою. Тепер досить узятися за колбу рукою і в та- кий спосіб нагріти її. У результаті повітря в колбі розшириться та виходитиме у вигляді бульбашок із трубки під водою (рис. 2.1). Для спостереження теплового розширення рис. 2.1. нагріваючись, повітря в колбі рідин наповнимо колбу підфарбованою водою та розширюється, і деяка закоркуємо так, щоб частина рідини потрапила його частина виходить у скляну трубку, розміщену в корку (рис. 2.2, а). із колби — біля отвору Зафіксуємо, на якому рівні розташована рідина трубки утворюються в трубці, й опустимо колбу в посудину з гарячою бульбашки повітря а б в рис. 2.2. Дослід, який демонструє, що під час нагрівання рідина розширюється. Закорковану колбу з рідиною в трубці (а) помістили в посудину з гарячою водою. Рівень рідини в трубці спочатку трохи знизився (б), а через деякий час — значно підвищився (в) 11  Розділ I. Теплові явища. Частина 1 водою. Спочатку рівень води в трубці трохи знизиться (рис. 2.2, б), і це пояснюється тим, що спочатку нагрівається й розширюється колба, а вже потім, нагріваючись, розширюється вода. Через деякий час пе- реконаємося, що в міру нагрівання колби та води в ній рівень рідини в трубці помітно підвищується (рис. 2.2, в). Отже, рідини, як і гази, під час нагрівання розширюються. Поясніть принципи роботи рідинного термометра. Теплове розширення твердих тіл можна продемонструвати за допо- могою пристрою, який винайшов нідерландський фізик Вільгельм Якоб Ґравезанд (1688–1742). Пристрій являє собою мідну кульку, яка легко проходить крізь пригнане до неї кільце. Нагріємо кульку в полум’ї спир- тівки — нагріта кулька крізь кільце не проходитиме (рис. 2.3, а). Після охолодження кулька знову легко пройде крізь кільце (рис. 2.3, б). На вашу думку, чи пройде кулька крізь кільце, якщо нагріти не  кульку, а кільце? З’ясовуємо причину теплового розширення 2 У чому ж причина збільшення об’єму тіл під час нагрівання, адже кількість частинок речовини (молекул, атомів, йонів) у тілі зі збільшен- ням температури не змінюється? Теплове розширення тіл пояснюється так. Зі збільшенням темпера- тури збільшується кінетична енергія частинок речовини, з яких склада- ється тіло. Середня відстань між частинками також збільшується, і, від- повідно, збільшується об’єм тіла. І навпаки, зі зниженням температури тіла кінетична енергія частинок зменшується, проміжки між частинками зменшуються теж і, відповідно, зменшується об’єм тіла. Характеризуємо теплове розширення тіл 3 Зрозуміло, що не всі тіла під час нагрівання на ту саму температуру розширюються однаково. Дослідним шляхом з’ясовано, що тверді тіла та рідини розширюються набагато менше, ніж гази. Теплове розширення тіла залежить від речовини, з якої складаєть- ся тіло. Візьмемо алюмінієву трубку за кімнатної температури та вимі- ряємо її довжину. Потім нагріємо трубку, пропускаючи крізь неї гарячу Рис. 2.3. Пристрій Ґравезанда, за допомогою якого ілюструють теплове розширення твердих тіл: а — у нагрітому стані кулька не проходить крізь кільце; б — після охолодження кулька крізь кільце а б проходить 12  § 2. Залежність розмірів фізичних тіл від температури воду. Через деякий час переконаємося, що довжина трубки трохи збіль- шилась. Замінивши алюмінієву трубку на скляну тієї самої довжини, побачимо, що за умови однакового збільшення температури скляна труб- ка видовжується набагато менше, ніж алюмінієва. Слід зазначити, що існують речовини, об’єм яких на певному ін- тервалі температур під час нагрівання зменшується, а під час охоло- дження — збільшується. До таких речовин належать вода, чавун і деякі інші. Вода, наприклад, під час охолодження до 4 °С (точніше, до 3,98 °С) стискується, як і більшість речовин. Однак починаючи з температури 4 °С і до замерзання (0 °С) вода розширюється. Саме завдяки цій власти- вості річки, моря й океани не промерзають до дна навіть у сильні морози. Адже саме за температури 4 °С вода має найбільшу густину і тому опус- кається на дно водойми. За температури ж 0 °С густина води є меншою, тому така вода залишається на поверхні й замерзає — перетворюється на лід (рис. 2.4). Оскільки густина льоду менша від густини води, лід роз- ташовується на поверхні води та надійно захищає водойму від глибокого промерзання. Зазначені властивості води мають неабияке значення для життя різноманітних водоростей, риб та інших істот у водоймах. Поміркуйте, який вигляд мали б водойми, якби вода, як і більшість  речовин, під час охолодження завжди зменшувалася б в об’ємі, а густина льоду була би більшою за густину води. Знайомимося з тепловим розширенням 4 у природі й техніці Здатність тіл змінювати свої розміри під час змінення температури відіграє дуже важливу роль у природі. Про особливості теплового роз- ширення води ви вже дізналися. Розглянемо інші приклади. Поверхня Землі прогрівається нерівномірно.­ У результаті повітря поблизу її поверхні прогріва- ється і розширюється теж нерівномірно — утво- рюються вітри, які, в свою чергу, впливають на 0 °C зміну погоди і клімат. Нерівномірне прогріван- +1 °C ня води в морях і океанах — одна з причин ви- +2 °C никнення течій, які теж суттєво впливають на +3 °C клімат. Різкі коливання температури в гірських районах викликають нерівномірні розширення та +4 °C стискання гірських порід — виникають тріщини, ­ що спричиняють руйнування гір, а отже, зміну ис. 2.4. Розподіл температур рельєфу. Р у глибокій водоймі взимку. Явище теплового розширення широко ви- айвища температура води — користовується в техніці та побуті. Так, для Н на дні водойми, найнижча автоматичного вимикання та вмикання елек- (0 °С) — безпосередньо тричних пристроїв використовують біметалеві під шаром льоду 13  Розділ I. тЕПЛОВІ ЯВиЩа. Частина 1 1 пластинки. Дія таких пластинок заснована на тому, що різні метали по-різному розши- рюються під час нагрівання (рис. 2.5). Тепло- 2 ве розширення повітря допомагає рівномірно а прогріти квартиру, остудити продукти в холо- дильнику, провітрити помешкання (чому і як 1 це відбувається, ви дізнаєтесь із § 6). Теплове розширення слід обов’язково 2 брати до уваги під час будівництва мостів (рис. 2.6) і ліній електропередачі, прокладан- б Тепло ня труб опалення, укладання залізничних рейок, виготовлення залізобетонних кон- рис. 2.5. Для автоматичного струкцій і в багатьох інших випадках. вимкнення електронагріваль- них пристроїв (наприклад, чайника) використовують підбиваємо підсумки біметалеві пластинки (а). Зазвичай тверді тіла, рідини й гази під У разі збільшення температури час нагрівання розширюються, а під час металева смуга 2 розширюється охолодження стискуються. Тверді тіла та рі- більше, ніж смуга 1, виготовле- на з іншого металу, тому дини розширюються набагато менше, ніж пластинка вигинається гази. Зміна розмірів тіла внаслідок зміни і розмикає електричне коло (б) температури залежить від речовини, з якої складається це тіло. Причина теплового розширення полягає в тому, що зі збільшенням температури збіль- шується швидкість руху частинок речовини (атомів, молекул, йонів) і в результаті збіль- шується середня відстань між частинками. Явище теплового розширення врахову- ють і широко використовують у техніці й побу- ті. Воно відіграє дуже важливу роль у природі. Контрольні запитання 1. Наведіть приклади на підтвердження того, що тверді тіла, рідини й гази роз- ширюються під час нагрівання. 2. Опи- шіть досліди, які демонструють теплове розширення газів, рідин, твердих тіл. рис. 2.6. Щоб міст не вигинав- 3. У чому причина збільшення об’єму ся під час спеки й не руйну- вався в мороз, його тіл під час нагрівання? 4. Від чого (крім виготовляють з окремих температури) залежить зміна розмірів тіл секцій, з’єднаних спеціальними під час їх нагрівання або охолодження? зчленуваннями (ряди зубців 5. Які особливості теплового розширення змикаються під час спеки води? 6. Наведіть приклади застосування й розходяться під час морозів) теплового розширення в техніці, побуті. 14  § 2. Залежність розмірів фізичних тіл від температури Вправа № 2 1. Виберіть усі правильні закінчення речення. Коли тіло охолоджується, то зменшується... а) швидкість руху його частинок в) кількість частинок тіла б) відстань між його частинками г) розміри частинок тіла 2. Як зміниться об’єм повітряної кульки, якщо її перенести з холодно- го приміщення в тепле? Поясніть свою відповідь. 3. Згадайте дослід із мідною кулькою, яка в результаті нагрівання за- стрягає в кільці (див. рис. 2.3). Як змінюються внаслідок нагрівання об’єм, маса, густина кульки; середня швидкість руху частинок кульки? 4. Уявіть, що термометр для вимірювання температури на вулиці замість спирту заповнили водою. Чому такий термометр буде незручним? 5. Чому на точних вимірювальних приладах зазначають температуру? 6. Якщо в холодну скляну банку налити окріп (або навпаки — налити холодну воду в гарячу банку), банка може тріснути. Поясніть це з точки зору теплового розширення тіл. 7. Металева кулька падає на підлогу з деякої висоти. Які перетворен- ня механічної енергії відбуваються під час падіння кульки? Куди «зникає» механічна енергія кульки після удару об підлогу? експериментальні завдання 1. «Теплові терези». Виготовте «терези», які реагують на різницю тем- ператур (див. рисунок). Для цього: 1) пропустіть крізь обрізок морквини сталеву в’язальну спицю; 2) з обох боків спиці застроміть в обрізок морквини дві булавки, а на кожний кінець спиці насадіть невелику морквину так, щоб більша частина морквини була розташована знизу; 3) установіть булавки гострими кінцями на дно склянки і, пересу- ваючи морквини, зрівноважте «терези». Розташуйте під одним із плечей «терезів» запалену свічку — через деякий час це плече опуститься; приберіть свічку — плече повер- неться до початкового положення. Поясніть спостережуване явище. 2. Як за допомогою дощечки, молотка та двох цвяшків продемонстру- вати, що розмір монети в результаті нагрівання збільшується? Ви- конайте відповідний дослід, обов’язково використовуючи пінцет (щипці або пасатижі). Поясніть спостережуване явище. Відеодослід. Перегляньте відеоролик і поясніть спостережуване явище. 15  Розділ I. Теплові явища. Частина 1 § 3. Вну рішня енергія т У новинах, коли йдеться про космічні дослідження, ви могли чути фразу на зразок: «Супутник увійшов в атмосферу Землі й припинив своє існування». ле ж зрозуміло, А що супутник мав величезну механічну енергію — кінетичну, оскільки він рухався, та потенціальну, оскільки був високо над поверхнею Землі. Куди ж зникла колосальна енергія супутника? Фізики пояснюють, що ця енергія передалася частинкам (моле- кулам, атомам, йонам) повітря та частинкам супутника, тобто перейшла в енергію всередині речовин. Цю енергію називають внутрішньою. Про те, що таке внутрішня енергія, і йтиметься далі. Знайомимося з поняттям внутрішньої 1 енергії Ми вже звертали увагу на те, що завдяки тепловому руху кожна частинка речовини завжди має кінетичну енергію (рис. 3.1). ­ Зрозуміло, що кінетична енергія окремої частинки незначна, оскільки маса частинки є дуже малою. Водночас кількість частинок Рис. 3.1. Кожна частинка в одиниці об’єму речовини величезна, і тому речовини перебуває в стані їхня сумарна кінетична енергія є досить вели- безперервного хаотичного кою (рис. 3.2). руху, завдяки чому має кінетичну енергію Крім кінетичної енергії частинки речо- вини мають і потенціальну енергію, тому що (згадайте молекулярно-кінетичну теорію) взає ­ модіють одна з одною — притягуються та від- штовхуються. Суму кінетичних енергій теплового руху части- нок, із яких складається тіло, і потенціальних енергій їхньої взаємодії називають внутріш­ ньою енергією тіла. Одиниця внутрішньої енергії в СІ — джо­ уль (Дж). Згадайте інші фізичні величини, одини-  цею яких в СІ є джоуль. З’ясовуємо, коли змінюється внутрішня 2 енергія тіла Мірою середньої кінетичної енергії руху час- ­ Рис. 3.2. Сумарна кінетична тинок речовини, із яких складається тіло, енергія частинок повітря, є температура. Зі зміною температури зміню- наприклад, у великій шафі ється сумарна кінетична енергія всіх частинок, становить близько 0,4 МДж. Цієї енергії достатньо, щоб а отже, змінюється внутрішня енергія тіла. усіх учнів вашого класу Крім того, зі зміною температури тіло підняти приблизно на 25 м розширюється або стискається. При цьому 16  § 3. Внутрішня енергія змінюється відстань між частинками речовини і, як наслідок, змінюється потенціальна енергія їхньої взаємодії. Це теж, у свою чергу, зумовлює зміну внутрішньої енергії тіла. Отже, внутрішня енергія тіла змінюєть- Водяна пара ся зі зміною його температури: зі збільшенням температури тіла його внутрішня енергія збільшується, а зі зменшенням температу- ри — зменшується. Внутрішня енергія змінюється також зі зміною агрегатного стану речовини: під час Вода зміни агрегатного стану речовини змінюється взаємне розташування її частинок, тобто змі- нюється потенціальна енергія їхньої взаємодії (рис. 3.3). Наприклад, під час плавлення речо- вини її внутрішня енергія збільшується, а під Лід час кристалізації — зменшується (рис. 3.4). Докладніше про це ви дізнаєтеся наприкінці розділу I «Теплові явища». рис. 3.3. У різних агрегатних станах взаємне розташування молекул розрізняємо внутрішню і механічну речовини є різним, тому 3 енергії відрізняється і потенціальна енергія взаємодії молекул Під час вивчення механіки йшлося про те, що суму кінетичної та потенціальної енергій си- стеми тіл називають повною механічною енер- гією цієї системи. Дехто з вас, можливо, скаже: «То виходить, що внутрішня енергія і механіч- на енергія — одне й те саме!» Проте це не так. Дещо схожі за формальними ознаками, ці поняття значно різняться своєю сутністю — їх навіть вивчають у різних розділах фізики. Зго- дом ви дізнаєтеся про це детальніше, а зараз за- значимо тільки деякі відмінності. Коли розглядають механічну енергію, то йдеться про одне або декілька тіл. А от коли розглядають внутрішню енергію, то йдеться про рух і взаємодію дуже великої кількості части- нок (наприклад, в 1 г води міститься більш 22 ніж 10 молекул!). Зрозуміло, що у випадку із внутрішньою енергією не можна відстежити ін- рис. 3.4. За однакової дивідуальні характеристики кожної частинки, температури внутрішня тому фізики використовують тільки середні ха- енергія льоду є меншою рактеристики (про середню кінетичну енергію від внутрішньої енергії ви вже знаєте). тієї самої маси води 17  Розділ I. тЕПЛОВІ ЯВиЩа. Частина 1 а б в рис. 3.5. Механічна енергія наплічника, що лежить на підлозі (а), стоїть на стільці (б) або рухається разом із хлопчиком (в), є різною, а внутрішня енергія — однаковою Механічна енергія залежить від руху й розташування фізичного тіла відносно інших тіл або частин тіла відносно одна одної. Натомість внутрішня енергія визначається характером руху та взаємодії тільки ча- стинок тіла. Так, механічна енергія наплічника, що лежить на підлозі, стоїть на стільці або «подорожує» разом із вами шкільним коридором, є різною, а от його внутрішня енергія за незмінної температури буде однаковою (рис. 3.5). підбиваємо підсумки Будьяке фізичне тіло має внутрішню енергію. Внутрішня енергія тіла — це сума кінетичних енергій усіх частинок, з яких склада- ється тіло, і потенціальних енергій їхньої взаємодії. Внутрішня енергія тіла змінюється зі зміною його температури та в процесі зміни агрегатного стану речовини, з якої це тіло складається. Контрольні запитання 1. Чому частинки речовини мають потенціальну енергію? завжди ма- ють кінетичну енергію? 2. Що називають внутрішньою енергією тіла? 3. Від чого залежить внутрішня енергія тіла? 4. Поки лід плавиться, його температура не змінюється. Чи змінюється при цьому внутрішня енергія льоду? 5. Чи може тіло мати внутрішню енергію, але не мати при цьому механічної енергії? Вправа № 3 1. Якщо підняти камінь з поверхні землі, то потенціальна енергія каменя, а отже, кожної його частинки збільшується. Чи означає це, що внутрішня енергія каменя також збільшується? Обґрунтуй- те свою відповідь. 2. М’яч кинули вгору. Як під час руху м’яча змінюється його внутріш- ня енергія? механічна енергія? Опором повітря знехтуйте. 18  § 4. Способи зміни внутрішньої енергії 3. Як змінюються внутрішня й механічна енергії пляшки з водою у вашому наплічнику, коли ви в морозну погоду заходите з вулиці в теплий будинок? піднімаєтеся на другий поверх будівлі? приско- рюєте рух шкільним коридором? 4. Металеву кульку підвісили на мотузці й нагріли. Як змінилася внутрішня енергія кульки? механічна енергія кульки? 5. Установіть відповідність між механічною енергією та формулою для її визначення. 1 Кінетична енергія А mgh 2 Потенціальна енергія піднятого тіла Б Fl 3 Повна механічна енергія В Ek + Ep Г mv2/2 § 4. способи Зміни ВнуТрішньої енергії Згадайте, як діти повертаються до школи після того, як на перерві грали в сніжки. Хтось енергійно тре руки, хтось тулить їх до теплої батареї. Для чого вони це роблять? Щоб зігріти змерзлі руки! а чим відрізняються способи нагрівання за допомогою тертя та через контакт із тілом, яке має вищу температуру? Знайомимося з процесом теплопередачі та поняттям кількості 1 теплоти Згадаємо деякі приклади з життя: якщо вимкнути з розетки гарячу прас- ку, за якийсь час вона охолоне (рис. 4.1); занурена в гарячий чай холодна ложка обов’язково нагріється. У кожному із цих прикладів змінюється температура тіл, і це означає, що змінюється їхня внутрішня енергія. Водночас над цими тілами не виконується робота й самі тіла також ні- якої роботи не виконують. У таких випадках кажуть про передачу тепла. Процес зміни внутрішньої енергії тіла без виконання роботи називають теплопередачею (теплообміном). Для кількісної характеристики теплопередачі використовують поняття кількість теплоти. Кількість теплоти — це фізична величина, що дорівнює енергії, яку тіло одержує або віддає під час теплопередачі. Кількість теплоти позначають символом Q. Одиниця кількості теплоти в СІ — джоуль (Дж)*: [Q] = 1 Дж. * Для вимірювання кількості теплоти здавна застосовували таку одиницю, як калорія (від латин. calor — тепло). Зараз цю одиницю часто використовують для обчислення енергії, що виділяється в результаті засвоєння їжі: 1 кал = 4,2 Дж. 19  Розділ I. тЕПЛОВІ ЯВиЩа. Частина 1 Кількість теплоти, як і механічна робота, може бути як додатною, так і від’ємною. У ви- падках, коли тіло одержує енергію, кількість отриманої ним теплоти вважають додатною; коли тіло віддає енергію, кількість втраченої ним теплоти вважають від’ємною. Досліди свідчать: теплопередача є мож- ливою тільки в разі наявності різниці тем- рис. 4.1. Вимкнена гаряча ператур, причому самовільно тепло може праска холоне — передає передаватися тільки від тіла з більшою тем- певну кількість теплоти пературою до тіла з меншою температурою. навколишньому середовищу, Чим більшою є різниця температур, тим доки не встановиться теплова швидше за інших рівних умов здійснюється ріновага передача тепла. Теплопередача триватиме, доки температури тіл не стануть однакови- ми, тобто доки між тілами не встановиться теплова рівновага. Змінюємо внутрішню енергію, 2 виконуючи роботу Численні спостереження й експерименти пе- реконують: навіть у разі відсутності тепло- обміну внутрішня енергія тіла може збільшу- ватись, якщо над тілом виконується робота. Першим це довів англійський фізик Бенджа- рис. 4.2. Бенджамін томпсон мін Томпсон (рис. 4.2, 4.3). (граф Румфорд) (1753−1814), Так, робота сил тертя шин автомобіля англійський фізик. наприкінці XVIII ст. він уперше об дорожнє покриття спричиняє збільшення експериментально показав, внутрішньої енергії шин та покриття дороги. що теплота — це енергія, яку Доказ цього — їхнє нагрівання під час руху можна одержати за рахунок автомобіля. Так само, якщо інтенсивно терти виконання роботи долоні одну об одну, їхня внутрішня енергія збільшується (рис. 4.4). З описаним явищем доводиться мати справу в техніці. Наприклад, у процесі об- роблення металевих деталей через роботу сил тертя помітно зростає температура як самого інструмента (свердла, різця тощо), так і дета- лі, яку обробляють. Розгляньте рис. 4.3 і поясніть, чому рис. 4.3. Схема експерименту закипає вода в казані. Румфорда: вода в казані, поставленому на заготівку А як змінюється внутрішня енергія гарматного дула, закипає тіла, якщо воно саме виконує роботу? Про- під час свердління дула ведемо дослід. 20  § 4. Способи зміни внутрішньої енергії Візьмемо товстостінну скляну посудину, дно якої вкрите шаром води. Оскільки вода випаро- вується, в посудині буде водяна пара. Закоркуємо посудину і через корок пропустимо трубку. Сполу- чимо трубку з насосом та почнемо накачувати до посудини повітря. Через деякий час корок вилетить, при цьому в посудині з’явиться туман — дрібні краплинки води, що утворилися з водяної пари (рис. 4.5). Поява туману відбувається в разі зниження тем- рис. 4.4. Якщо інтен- ператури. Отже, температура повітря в посудині сивно потерти долоні зменшилася, відповідно зменшилася внутрішня одна об одну, вони енергія повітря. Таким чином, повітря виконало розігріваються — їхня механічну роботу (виштовхнуло корок) за раху- внутрішня енергія нок власної внутрішньої енергії. Якщо тіло саме  збільшується внаслідок виконує роботу, то його внутрішня енергія змен- виконання роботи шується. підбиваємо підсумки Існують два способи зміни внутрішньої енергії тіла: виконання роботи та теплопередача. Процес зміни внутрішньої енергії тіла без ви- конання роботи називають теплопередачею. Енергія в процесі теплопередачі може самовільно переда- ватися тільки від тіла з більшою температурою до тіла з меншою температурою. Кількість теплоти — це фізична величина, що дорівнює енергії, яку тіло одержує або віддає під час теплопередачі. Кількість теплоти позначають рис. 4.5. Дослід, який символом Q і вимірюють у джоулях (Дж). підтверджує, що в ході Якщо за відсутності теплообміну над тілом виконання повітрям виконують роботу, внутрішня енергія тіла збіль- роботи його внутрішня шується, а якщо ж тіло саме виконує роботу, його енергія зменшується. внутрішня енергія зменшується. Доказом цього є поява туману в посудині Контрольні запитання 1. У які способи можна змінити внутрішню енергію тіла? 2. Що нази- вають теплопередачею? 3. Наведіть приклади теплопередачі. 4. Що таке кількість теплоти? 5. Назвіть одиницю кількості теплоти. 6. Наведіть приклади зміни внутрішньої енергії тіла внаслідок виконання роботи. 7. Як змінюється внутрішня енергія тіла у випадку, коли воно виконує роботу? у випадку, коли над тілом виконують роботу? Вважайте, що теплообмін із навколишніми тілами відсутній. 21  Розділ I. тЕПЛОВІ ЯВиЩа. Частина 1 Вправа № 4 1. Чим відрізняються способи нагрівання рук за допомогою тертя та внаслідок взаємодії з тілом, яке має вищу температуру? 2. Наведіть два способи запалювання сірника: а) виконанням роботи; б) теплопередачею. 3. Чому військові, що десантуються з гелікоптерів по канатах, на- дягають рукавички? 4. Чи істинним є твердження, що під час теплопередачі енергія зав- жди передається від тіла з більшою внутрішньою енергією до тіла з меншою внутрішньою енергією? Свою відповідь обґрунтуйте. 5. Наведіть приклади зміни внутрішньої енергії тіла, коли водночас виконується робота та відбувається теплопередача. Чи може в таких випадках внутрішня енергія залишитися незмінною? 6. Згадайте та запишіть основні положення молекулярно-кінетичної теорії будови речовини. експериментальне завдання «Водяний коктейль». Налийте в посудину невелику кількість води кім- натної температури. Виміряйте температуру води. Міксером змішуйте воду близько 1 хв. Знову виміряйте температуру води. Зробіть висновок. § 5. ТеплопроВіднісТь навіщо жителі спекотних районів Центральної азії влітку носять ватяні халати? Як зробити, щоб морозиво в літню спеку швидко не розтануло, якщо поблизу немає холодильника? У якому взутті швидше змерзнуть ноги — в тому, яке щільно прилягає до ноги, чи в просторому? Після вивчення матеріалу цього параграфа ви зможете правильно відповісти на всі ці запитання. Знайомимося з механізмом 1 теплопровідності Проведемо дослід. Закріпивши в лапці штатива мідний стрижень, за допомогою воску прикріпимо вздовж стрижня кілька канцелярських кнопок. Почнемо нагрівати вільний кінець стрижня в полум’ї пальни- ка. Через деякий час побачимо, що кнопки по черзі падатимуть на стіл (рис. 5.1). Для пояснення цього явища скори- стаємося знаннями з молекулярно-кіне- тичної теорії. Частинки в металах увесь час рухаються: йони коливаються навколо рис. 5.1. Дослід, який демонструє положень рівноваги; рух вільних електро- теплопровідність металів нів нагадує рух молекул газу. Коли кінець 22  § 5. еплопровідність Т стрижня поміщують у полум’я пальника, ця частина стрижня розігріва- ється. Швидкість руху частинок металу, які перебувають власне в полум’ї, збільшується. Ці частинки взаємодіють із сусідніми частинками і «розгой- дують» їх. У результаті підвищується температура наступної частини стриж- ня й так далі. Образно кажучи, уздовж стрижня йде «потік» тепла, який послідовно розігріває метал. Енергія від металу передається до воску, він розм’якшується, і через це кнопки одна за одною відпадають від стрижня. Зверніть увагу: в ході цього процесу сама речовина (мідь) не переміщу- ється від одного кінця стрижня до іншого. Теплопровідність — це вид теплопередачі, який зумовлений хаотичним ру- хом і взаємодією частинок речовини й не супроводжується перенесенням цієї речовини. ереконуємося, що різні речовини мають різну теплопровідність 2 П Ви, напевно, помічали, що одні речовини проводять тепло краще, ніж інші. Так, якщо помістити в склянку з гарячим чаєм дві чайні лож- ки — сталеву та мідну, то мідна нагріється набагато швидше. Це означає, що мідь краще проводить тепло, ніж сталь. Досліди показали, що найкращими провідниками тепла є метали. Деревина, скло, чимало видів пластмас проводять тепло значно гірше, саме тому ми можемо, наприклад, тримати запалений сірник доти, доки полум’я не торкнеться пальців (рис. 5.2, а). Погано проводять тепло й рідини (винятком а є розплавлені метали). Проведемо дослід. Покладемо на дно пробірки з холодною водою шматочок льоду, а щоб лід не спливав, притиснемо його важком (рис. 5.2, б). Нагріватимемо на спиртівці верхній шар води. Через певний час вода поблизу поверхні ­ закипить, а лід унизу пробірки ще не розтане. Ще гірше за рідину проводять тепло гази. І це легко пояснити. Відстань між молекулами газів набагато більша, ніж відстань між молекулами рі- дин і між молекулами твердих тіл. Отже, зіткнен- б ня частинок і, відповідно, передавання енергії від Вода однієї частинки до іншої відбуваються рідше. ­ Лід Скловолокно, вата, хутро дуже погано прово- дять тепло, оскільки, по-перше, між їхніми волокна- ми є повітря, по-друге, ці волокна погано проводять тепло самі по собі. Розгляньте рис. 5.3, 5.4. Поясніть, чому окремі  деталі кухонного начиння виготовлені з різних ис. 5.2. Досліди, матеріалів. Чому будинки будують з деревини Р які ілюструють низьку або цегли? Чому підкладки курток заповню- теплопровідність де- ють пухом? ревини (а) та води (б) 23  Розділ I. тЕПЛОВІ ЯВиЩа. Частина 1 рис. 5.3. там, де потрібно швидко рис. 5.4. Щоб зменшити охолодження тіл передати тепло, застосовують речо- (або зменшити їх нагрівання), застосовують вини з високою теплопровідністю речовини з низькою теплопровідністю Звертаємо увагу на теплопровідність у природі, в житті людини 3 Ви, напевно, знаєте, що свійські тварини навесні та восени линя- ють. Навесні хутро тварин стає коротшим і менш густим, восени ж, на- впаки, — довшає та густішає. Вовна, хутро, пух погано проводять тепло й надійно захищають тіла тварин від охолодження. Тварини, що живуть або полюють у холодних морях, мають під шкі- рою товстий жировий прошарок, який завдяки слабкій теплопровідності дозволяє їм тривалий час перебувати у воді без значного переохолодження. Багато комах узимку закопуються глибоко в землю — її гарні те- плоізоляційні властивості дозволяють комахам вижити навіть у сильні морози. Деякі рослини пустелі вкриті дрібними ворсинками: нерухоме повітря між ними перешкоджає теплообміну з довкіллям. Людина в різних сферах діяльності застосовує ті чи інші речовини, зважаючи на їхню теплопровідність. Речовини з кращою теплопровід- ністю застосовують там, де потрібно швидко передати тепло від одного тіла до іншого. Наприклад, каструлі, сковорідки, батареї опалення тощо виготовляють із металів. Там, де потрібно запобігти нагріванню або охолодженню тіл, за- стосовують речовини, що погано проводять тепло. Наприклад, дерев’яна ручка джезви дозволить налити каву, не використовуючи рукавичок, а у водогінних трубах, які прокладено глибоко під землею, вода не за- мерзне й у сильні холоди і т. д. підбиваємо підсумки Теплопровідність — це вид теплопередачі, який зумовлений хаотич- ним рухом і взаємодією частинок речовини й не супроводжується перенесенням цієї речовини. Різні речовини та речовини в різних агрегатних станах порізному проводять тепло. Одними з найкращих теплопровідників є метали, най- гіршими — гази. Люди широко використовують у своїй життєдіяльності здатність речовин порізному проводити тепло. 24  § 5. теплопровідність Контрольні запитання 1. Що називають теплопровідністю? 2. Опишіть дослід, який демон- струє, що метали добре проводять тепло. 3. Як відбувається переда- вання енергії в разі теплопровідності? 4. У якому стані речовина гірше проводить тепло — у твердому, рідкому чи газоподібному? 5. Чому тва- рини не замерзають навіть у досить сильний холод? 6. Які матеріали добре проводять тепло? Де їх застосовують? 7. Назвіть матеріали, які погано проводять тепло. Де їх застосовують? Вправа № 5 1. Чому з точки зору фізики вираз «шуба гріє» є неправильним? 2. Чому подвійні рами у вікнах сприяють кращій теплоізоляції? 3. Чому під соломою сніг довго не тане? 4. Чому безсніжними зимами озимина потерпає від морозів? 5. За кімнатної температури металеві речі на дотик здаються холодні- шими, ніж дерев’яні. Чому? За якої умови металеві предмети здава- тимуться на дотик теплішими, ніж дерев’яні? однаковими з ними за температурою? 6. Повітряна куля перебуває на певній висоті. Як поводитиметься куля, якщо температуру повітря всередині кулі збільшити? зменшити? експериментальне завдання «Гріємо лід». Візьміть два шматочки льоду, кожний покладіть в окре- мий поліетиленовий пакет. Один із пакетів ретельно обмотайте ватою або махровим рушником. Покладіть пакети на тарілки та поставте їх у шафу. За годину розгорніть пакети. Поясн?