Тепловые Явления — Задание 7 Физика 8 Класс №00050313

Над землёй мороз, а в подвале дома или погребе обычно плюс. Вот и труба на глубине живёт в другом климате. Разберёмся, почему вода там не остывает до нуля.

Шаг первый. За лето грунт прогрелся и накопил много теплоты. Зимой поверхность остывает, и теплота медленно идёт из глубины наружу, к морозному воздуху.

Шаг второй. Двигаться ей приходится через сам грунт, от частицы к частице. Это теплопроводность. А грунт проводит теплоту плохо: в нём много мелких пор с воздухом, частицы соприкасаются лишь кое-где.

Шаг третий. Поэтому поток теплоты очень слабый, и остывание идёт вглубь медленно. Первыми остывают верхние слои, а глубокие теряют теплоту всё медленнее, и зима кончается раньше, чем остывание заходит далеко. Промерзает только верхний слой, в средней полосе России это примерно полтора метра. Ниже температура всю зиму остаётся выше $0\text{ }{}^\circ\text{С}$.

Шаг четвёртый. Если проложить трубу глубже промерзшего слоя, вода в ней не остынет до $0\text{ }{}^\circ\text{С}$, а значит, не замёрзнет и не разорвёт трубу. Поэтому и копают так глубоко.

Заодно заметь: грунта вокруг трубы очень много, и запас теплоты в нём большой, это тоже мешает ему быстро остыть. Но главное свойство, которое использует инженер, — плохая проводимость теплоты.

Проверим себя. Будь вокруг трубы сплошная сталь, теплота быстро уходила бы наружу, и глубина почти не спасла бы. В земляном погребе картошка зимует в плюсе, хотя наверху сильный мороз: работает та же причина.