Тепловые Явления — Задание 19 ОГЭ по физике №00040336

Что дано

Жаркий день, две одинаковые пластиковые бутылки с одинаково холодной водой из колодца. Разница только в «упаковке»:

• первая бутылка — в тонком полиэтиленовом пакете;
• вторая — в рюкзаке, завёрнутая в толстый шерстяной свитер.

Идея

Вода в бутылках холоднее окружающего воздуха, поэтому тепло идёт снаружи внутрь — от горячего воздуха к холодной воде. Скорость этого перехода определяет теплопроводность той оболочки, через которую тепло вынуждено пробираться: это способность вещества передавать энергию от нагретых частей к холодным. У одних материалов она большая (металлы), у других крайне мала (воздух, шерсть, пух, пенопласт).

Значит, вопрос сводится к тому, какая оболочка хуже пропускает тепло.

Разбираем упаковки

• Полиэтиленовый пакет. Плёнка очень тонкая и плотно прилегает к бутылке, воздушной прослойки почти нет. Заметного препятствия теплу такая оболочка не создаёт: горячий воздух практически напрямую греет стенки бутылки.
• Шерстяной свитер. Шерсть пушистая и пористая, между её волокнами заперто много воздуха, а воздух — один из худших проводников тепла. Вдобавок этот воздух неподвижен, поэтому он не переносит тепло и конвекцией (перемешиванием). Толстый слой такого материала резко тормозит приток тепла снаружи. Рюкзак добавляет ещё один слой защиты и прячет бутылку от прямых солнечных лучей.

Тут легко ошибиться и решить, что «свитер греет». На самом деле свитер сам тепла не даёт — он лишь мешает теплу проходить сквозь себя в любую сторону. Поэтому зимой он не выпускает тепло тела наружу, а в жару так же не впускает тепло к холодной бутылке.

Вывод

Вода быстрее нагреется в бутылке из полиэтиленового пакета, а завёрнутая в шерстяной свитер останется холодной дольше.