Теплопроводность. Опыт с гвоздями

Мы покажем вам опыт, иллюстрирующий теплопроводность твердых тел.

На штативе закреплены две проволоки: медная (желтая) и белая латунная проволока (это сплав меди с цинком). Обе проволоки соприкасаются своими концами, стыкуются вот в этом месте, и в этом месте под ними расположена спиртовка. К обеим проволокам с помощью пластилина прикреплены гвозди. Гвозди висят на одинаковом расстоянии друг от друга, и первые гвозди висят на одинаковом расстоянии от концов проволоки.

Зажжем спиртовку, будем нагревать концы обеих проволок и наблюдать за тем, как по мере размягчения, расплавления пластилина будут отваливаться гвозди. При этом внимательно следите за тем, в каком порядке будут отваливаться гвозди от этих проволок.

Мы наблюдаем с вами явление, которое называется теплопроводностью тела. Теплопроводность тела - это один из видов теплопередачи. При теплопроводности тепло, внутренняя энергия, которая увеличивается в том месте, где идет нагрев тела, эта внутренняя энергия (вот смотрите, отвалился первый гвоздь, прикрепленный к медной проволоке), так вот, эта внутренняя энергия, она увеличивается в том месте, где идет нагрев тела, и это возрастание внутренней энергии за счет колебаний частиц тела, за счет соударения между частицами тела переносится вдоль проволоки.

Смотрите, отвалился второй гвоздь у медной проволоки и первый гвоздь отвалился у латунной проволоки.

При этом переносе тепла, при этом переносе внутренней энергии вдоль проволоки вещество само не переносится, атомы колеблются около своих положений равновесия.

У различных тел различная теплопроводность. Особенно велика теплопроводность у чистых металлов: у серебра, у меди, и значительно меньше теплопроводность у железа. У латуни (я уже говорил, что справа прикреплена латунная проволока), у латуни - сплава меди с цинком (смотрите, отвалился третий гвоздь у медной проволоки), у латуни теплопроводность значительно меньше, чем у меди, примерно в 5 раз меньше, чем у меди.

И вот отвалился второй гвоздь у латунной проволоки.

Вот вы видите в результате данного эксперимента, что, во-первых, тепло не мгновенно распространяется вдоль тела, а постепенно: гвозди отваливаются один за другим. И во-вторых, мы видим в результате данного опыта, что теплопроводность различных металлов, различных твердых тел различна. Мы в данном случае можем заключить, что теплопроводность меди, чистого металла, значительно больше, чем теплопроводность латуни, которая является сплавом.