ID: 00021686
В тёплом помещении в два одинаковых чайника налили одинаковый объём горячего чая. Один из чайников накрыли чехлом (грелкой для чайников), изготовленным из плотной хлопчатобумажной ткани.
В каком из чайников чай остынет быстрее при прочих равных условиях?
1) В чайнике, накрытом чехлом, чай остынет быстрее, так как ткань чехла имеет теплопроводность, бóльшую теплопроводности воздуха, и быстрее передаёт тепло от чайника в окружающую среду.
2) В чайнике, накрытом чехлом, чай будет остывать медленнее, так как чехол дополнительно греет чайник с чаем.
3) В чайнике, накрытом чехлом, чай будет остывать медленнее, так как чехол препятствует теплообмену между чайником и окружающей средой.
4) В чайнике, накрытом чехлом, чай остынет быстрее, так как дополнительная энергия идёт на нагревание чехла для чайника.
Источник: Школково #105623 · Банк ФИПИ
Чай остывает, отдавая тепло окружающему воздуху. Всё, что мешает этому теплообмену, замедляет остывание — как шуба зимой, которая не греет сама, а удерживает тепло.
Плотная ткань и воздух в её порах плохо проводят тепло. Чехол не является источником тепла (вариант 2 неверен) — он лишь препятствует теплообмену между горячим чайником и воздухом комнаты: затрудняет теплопроводность, конвекцию у стенок и излучение с поверхности.
Поэтому под чехлом чай остывает медленнее, а быстрее остынет чай в открытом чайнике — это и утверждает вариант 3. Вариант 1 неверен: суть чехла именно в теплоизоляции, а не в ускорении теплопередачи. Расход тепла на нагрев самого чехла (вариант 4) мал и остывание чая не ускоряет.
Ответ: 3.