Тепловые Явления — Задание 19 ОГЭ по физике №00048710

Что тут происходит: два шарика одинакового объёма давно лежат на одном столе. Мы касаемся их пальцем и сравниваем ощущения. Нужно объяснить, почему ощущения разные.

Шаг 1 — какие у шариков температуры. Шарики долго лежат в одной комнате и пришли с ней в тепловое равновесие: оба имеют температуру воздуха комнаты, примерно $20\ ^\circ\text{C}$. Термометр показал бы у них одинаковую температуру. Значит, «холоднее на ощупь» — это не про температуру шарика.

Шаг 2 — что чувствует кожа. Температура руки около $36\ ^\circ\text{C}$, она выше температуры шариков. При касании теплота переходит от пальца к шарику — путём теплопроводности. Кожа ощущает холод тем сильнее, чем быстрее от неё уходит теплота.

Шаг 3 — сравним материалы. Металл — хороший проводник теплоты: он быстро уводит теплоту от места касания вглубь шарика, и участок под пальцем всё время остаётся холодным. Пластмасса проводит теплоту плохо (поэтому из неё делают ручки кастрюль и сковородок): тонкий слой под пальцем быстро прогревается почти до температуры кожи, и поток теплоты от пальца почти прекращается.

Вывод: холоднее на ощупь покажется металлический шарик.

Проверим себя: если подержать пальцы на шариках подольше, пластмассовый быстро станет казаться «тёплым», а металлический ещё долго будет холодить — металл продолжает забирать теплоту и разносить её по всему шарику.