Global EE

Внутренняя… — Задание Физика 8 Класс №00049140

Задание №11. Задания из Сборников и Задачников

Внутренняя Энергия и Теплопередача

№2. Задание без номера

ID: 00049140

а) Чем дольше находится в употреблении эмалированный чайник, тем медленнее закипает в нём вода. Почему?

б) Почему опытные хозяйки предпочитают жарить на чугунных сковородках, а не на алюминиевых?

Источник: Сборник дидактических материалов Пёрышкина

Решение

Два разных вопроса. В первом теплоте что-то мешает пройти, во втором дело в том, сколько её запасено в сковороде.

Пункт а). Плита та же, а вода закипает всё дольше. Загляни в старый чайник: на дне и стенках белый налёт, это накипь. Она проводит теплоту намного хуже, чем металл с эмалью. Чем толще слой, тем меньше теплоты за секунду доходит до воды.

Пункт б). Сравним сковородки как они есть: чугунная толстая и тяжёлая, алюминиевая обычно тонкая и лёгкая. Важен запас теплоты. Сколько теплоты сковорода получает при нагреве на один градус, зависит от произведения удельной теплоёмкости и массы $cm$. Возьмём для примера чугунную сковороду $2$ кг и алюминиевую $0{,}5$ кг, удельные теплоёмкости $540$ и $920$ Дж/(кг·°С).

Считаем запас на один градус у чугунной:

$$540\cdot 2=1080\text{ Дж/°С}$$

И у алюминиевой:

$$920\cdot 0{,}5=460\text{ Дж/°С}$$

Чугунная держит более чем вдвое больше. Положили холодное мясо — её температура падает меньше. Обрати внимание: сама удельная теплоёмкость чугуна даже меньше алюминиевой. Выигрыш даёт большая масса.

Проверим себя контрпримером: возьми алюминиевую сковороду тоже массой $2$ кг. Её запас $920\cdot 2=1840$ Дж/°С, это даже больше, чем у чугунной. Значит, дело не в самом чугуне, а в массе сковороды.

Ответ

а) На стенках и дне со временем нарастает накипь, она плохо проводит теплоту, и вода получает её медленнее; б) толстая тяжёлая чугунная сковорода за счёт большой массы запасает больше теплоты, поэтому её температура меньше падает, когда кладут холодные продукты.
Другие задания по теме «Внутренняя Энергия и Теплопередача» (8)