Global EE

Внутренняя… — Задание Физика 8 Класс №00049279

Задание №11. Задания из Сборников и Задачников

Внутренняя Энергия и Теплопередача

№2. Задание без номера

ID: 00049279

Почему человек не чувствует прохлады на воздухе при температуре $20\ ^\circ\text{С}$, а в воде зябнет при температуре $25\ ^\circ\text{С}$?

Источник: Сборник дидактических материалов Пёрышкина

Решение

На первый взгляд странно: вода теплее, а зябнешь в ней. Причина в том, что кожа чувствует не температуру вокруг, а то, как быстро от неё уходит энергия.

На воздухе. Тонкий слой воздуха у кожи быстро нагревается от тела. Дальше теплота идёт плохо, потому что воздух — слабый проводник. Получается тёплая прослойка, утечка маленькая, и прохлады ты не чувствуешь.

В воде. Вода проводит теплоту намного лучше воздуха, поэтому слой у кожи сразу передаёт энергию дальше. Кроме того, сама вода прогревается с трудом. Чтобы нагреть один килограмм на один градус, воде нужно $4200$ Дж, а воздуху $1000$ Дж (это удельные теплоёмкости из таблицы). А в одном и том же объёме воды масса намного больше. Значит, вода у кожи почти не теплеет и продолжает забирать энергию. Утечка большая, и ты зябнешь.

Проверим числом. Кожа примерно $33\ ^\circ\text{С}$, для прикидки этого достаточно. Сравним разницу температур:

$$33-20=13\ ^\circ\text{С},\qquad 33-25=8\ ^\circ\text{С}.$$

В воде разница меньше, а холоднее всё равно в ней. Значит, дело действительно не в разнице температур, а в свойствах среды.

Ответ

Вода проводит теплоту намного лучше воздуха и у неё намного больше теплоёмкость: она быстро отбирает у кожи теплоту и почти не нагревается. Воздух у тела прогревается и дальше теплоту отводит плохо.
Другие задания по теме «Внутренняя Энергия и Теплопередача» (8)