§ 7. Чому тваринам і рослинам не холодно під снігом

Що таке теплопровідність. Узимку, коли холодно, хочеться зігрітись. Улітку, коли спекотно, ми шукаємо прохолоди. Наші оселі оснащені пристроями для обігрівання та охолодження. Для більшості організмів сприятливим є помірне тепло навколишнього середовища. Де взяти тепло і як його зберегти в холодну пору року тваринам, які зимують у лісі?

Ти знаєш, що тепло завжди переходить від більш нагрітого тіла до холоднішого. Проведемо дослід і з’ясуємо, як буде передаватись тепло.

Візьмемо металеву ложку, опустимо її у склянку, наполовину наповнену гарячою водою. Через деякий час ложка стане теплою.

Отже, тепло від гарячої води перейшло до нижньої частини ложки, яка була у воді, а потім і по всій ложці. Як це сталося? Частинки (молекули) гарячої води рухаються набагато швидше, ніж частинки металу. Коли ложку опустили в гарячу воду, швидкі частинки води, взаємодіючи з частинками металу, змушували їх коливатися швидше. Ті, в свою чергу, передавали коливання сусіднім частинкам металевої ложки. У результаті підвищувалась температура наступної частини ложки і так далі. Так тепло поширювалося по всій металевій ложці. При цьому самі частинки металу не перемішувалися.

Подивіться відео за QR-кодом. Поясніть, як передається тепло в твердому тілі.

https://cutt.ly/TXnthl3

Передачу тепла у твердих тілах від одних їх частин до інших за рахунок руху молекул без перенесення самої речовини називають теплопровідністю.

Як проводить тепло рідина і газ. Ти неодноразово спостерігав/-ла, як нагрівається вода в каструлі, як прогрівається повітря в кімнаті. З’ясуємо, як проводить тепло рідина і газ.

Покладемо на дно пробірки з холодною водою шматочок льоду і притиснемо його важком. Нагріватимемо на спиртівці верхній шар води. Через певний час вода поблизу поверхні закипить, а лід унизу пробірки ще не розтане (мал. 19). Цей дослід показує, що вода, як і більшість рідин, погано проводить тепло.

Мал. 19. Теплопровідність води

Ти знаєш, що повітря в кімнаті нагрівається повільно. Холодні шари повітря опускаються вниз, теплі – підіймаються вгору. Це свідчить про те, що гази проводять тепло ще гірше, ніж рідини.

Отже, і рідини, і гази також можуть проводити тепло. Але це тепло, на відміну від твердих тіл, переноситься частинками речовини.

Передача тепла у рідині або газі з переміщенням частинок цієї самої речовини має назву конвекція.

Різні речовини і тіла проводять тепло по-різному. Якщо у склянку з гарячою водою помістити мідну, дерев’яну і пластмасову палички, то мідна нагріється найшвидше. Взагалі, метали є найкращими провідниками тепла.

Розгляньте теплопровідність різних тіл і речовин.

У сучасних пластикових вікнах використовують склопакети, всередині яких між склом міститься повітря чи інший газ. Поясніть, чому саме гази використовують у склопакетах пластикових вікон.

Тепло до наших осель потрапляє від підприємств теплопостачання. На таких підприємствах є котельні, в яких нагрівається вода за рахунок згорання різних видів палива. Під час горіння в атмосферу виділяється велика кількість шкідливих речовин. Зберігаючи тепло у наших власних будинках і квартирах, ми зменшуємо використання палива, а отже, зменшується кількість шкідливих викидів у навколишнє середовище.

Проаналізуйте малюнок 20. Зробіть висновки про найбільші втрати тепла в багатоквартирному будинку. Запропонуйте шляхи зменшення втрат тепла у ваших оселях.

Мал. 20. Тепловтрати в багатоквартирних будинках

Як гріються взимку тварини і рослини. Властивість повітря та інших речовин погано проводити тепло ми можемо побачити в природі.

Назвіть тварин, зображених на малюнку 21. Обговоріть у групах: «Чому цим тваринам і рослинам не холодно взимку?»

Мал. 21. Тварини і рослини взимку

Здатність різних матеріалів по-різному проводити тепло використовують у побуті. Коли потрібно, щоб тепло передавалось швидко, застосовують матеріали з кращою теплопровідністю. Так радіатори опалення і кухонний посуд для швидшого нагрівання виготовляють з різних металів. Там, де не потрібне швидке нагрівання чи охолодження, застосовують речовини з низькою теплопровідністю. Наприклад, ручки для кухонного посуду виготовляють з дерева чи пластмаси, які погано проводять тепло, тим самим дозволяючи спокійно тримати металевий посуд, який нагрівається набагато швидше (мал. 22).

Мал. 22. Теплопровідність у побуті

Прочитайте за QR-кодом статтю «Який будинок тепліший». Використовуючи інформацію зі статті, обговоріть у групах, який будинок ви би побудували для тварин, що зимують у лісі.

http://surl.li/esibq

Коротко про головне

• Тверді тіла, рідини, гази проводять тепло по-різному.
• У твердих тілах тепло передається без перенесення речовини – такий процес називають «теплопровідністю».
• У рідинах і газах тепло переноситься разом з речовиною. Це має назву «конвекція».
• Здатність різних речовин по-різному проводити тепло використовують у побуті й техніці, можна також бачити в природі.

Перевіряємо себе

• 1. У якому агрегатному стані тепло передається найкраще? Чому?
• 2. У якому посуді, металевому чи скляному, швидше нагріється 1 л води?
• 3. Як вплине відсутність снігу на озимину?
• 4. Чому сірники роблять з дерева?
• 5. Оціни свою роботу на уроці, продовж речення: На уроці мені було цікаво/нецікаво тому, що. ; У мене виникли труднощі з. ; Тепер я знаю, що . .

Візьміть дві пачки морозива. Не розпаковуйте їх. Одну пачку замотайте в теплу ковдру чи рушник. Покладіть обидві пачки морозива на стіл. Через кілька годин розпакуйте їх. Що ви спостерігаєте? Поясніть ваш експеримент.

Чому взимку холодно?

Про те, що наша Земля має форму еліпса відомо кожному школяреві. Відомо також, що наша планета обертається по своїй орбіті навколо Сонця і навколо своєї осі, що й обумовлює зміну дня і ночі, схід і захід. Оскільки орбіта Землі не є ідеальним колом, а овал, багато хто вважає, що зміна пір року пов’язана з тим, на якій відстані від Сонця в цей момент знаходиться планета, проте таке твердження не зовсім правильно.

Про те, що наша Земля має форму еліпса відомо кожному школяреві. Відомо також, що наша планета обертається по своїй орбіті навколо Сонця і навколо своєї осі, що й обумовлює зміну дня і ночі, схід і захід. Оскільки орбіта Землі не є ідеальним колом, а овал, багато хто вважає, що зміна пір року пов’язана з тим, на якій відстані від Сонця в цей момент знаходиться планета, проте таке твердження не зовсім правильно.

Земля обертається навколо своєї осі не під прямим кутом, який складає 90 градусів, а під нахилом в 23 градуси, так що сонячні промені падають на земну поверхню не рівно, а під нахилом. І від того, який саме «бік » нашої планети повернений до Сонця в даний час і під яким кутом промені потрапляють на Землю, безпосередньо залежить те, наскільки добре прогрівається той чи інший континент.

Зима і літо на полюсах

Наприклад, на Північній півкулі планети найтепліше саме влітку, коли Сонячні промені потрапляють на Євразію і Північну Америку під прямим кутом і найкраще нагрівають поверхню. На Південній півкулі в цей час року настає похолодання, тобто – «місцева » зима. Потім під час поступового, досить повільного обертання Землі, промені Сонця починають як би « ковзати » по поверхні планети, не встигаючи зігріти її належним чином, і настає похолодання, а на іншій півкулі в цей же час поступово теплішає.

Саме через нахилу в 23 градуси на Північному і Південному полюсах нашої планети практично по півроку тривають день і ніч, відповідно – зима і літо, все залежить від того, яка саме частина планети знаходиться під прямими сонячними променями