Заголовок: ВПР 2019 год по физике 11 класс. Вариант 12.
Комментарий:
Версия для копирования в MS Word
PDF-версии: горизонтальная · вертикальная · крупный шрифт · с большим полем
РЕШУ ВПР — физика–11
Вариант № 105689

ВПР 2019 год по физике 11 класс. Вариант 12.

1.  
i

Про­чи­тай­те пе­ре­чень по­ня­тий, с ко­то­ры­ми Вы встре­ча­лись в курсе фи­зи­ки:

энер­гия, нью­тон, ско­рость, тесла, кулон, на­пря­же­ние.

Раз­де­ли­те эти по­ня­тия на две груп­пы по вы­бран­но­му Вами при­зна­ку. За­пи­ши­те в таб­ли­цу на­зва­ние каж­дой груп­пы и по­ня­тия, вхо­дя­щие в эту груп­пу.



На­зва­ние груп­пы по­ня­тийПе­ре­чень по­ня­тий
2.  
i

Вы­бе­ри­те два вер­ных утвер­жде­ния о фи­зи­че­ских яв­ле­ни­ях, ве­ли­чи­нах и за­ко­но­мер­но­стях. За­пи­ши­те в от­ве­те их но­ме­ра.

 

1)  При дви­же­нии по окруж­но­сти с по­сто­ян­ной по мо­ду­лю ско­ро­стью уско­ре­ние тела все­гда на­прав­ле­но по ра­ди­у­су к цен­тру окруж­но­сти.

2)  Если газ на­хо­дит­ся в за­мкну­том со­су­де по­сто­ян­но­го объёма, то при его на­гре­ва­нии дав­ле­ние газа умень­ша­ет­ся.

3)  Ха­о­ти­че­ское теп­ло­вое дви­же­ние ча­стиц ве­ще­ства ни­ко­гда не пре­кра­ща­ет­ся.

4)  В про­цес­се элек­три­за­ции тре­ни­ем два пер­во­на­чаль­но не­за­ря­жен­ных тела при­об­ре­та­ют од­но­имённые по знаку и оди­на­ко­вые по мо­ду­лю за­ря­ды.

5)  Маг­нит­ное поле ин­дук­ци­он­но­го тока в кон­ту­ре все­гда умень­ша­ет маг­нит­ный поток, из­ме­не­ние ко­то­ро­го при­ве­ло к воз­ник­но­ве­нию этого ин­дук­ци­он­но­го тока.

3.  
i

Элек­тро­фо­рез  — это метод ле­че­ния, ос­но­ван­ный на вве­де­нии ле­карств через кожу и сли­зи­стые обо­лоч­ки с по­мо­щью по­сто­ян­но­го элек­три­че­ско­го тока. На тело че­ло­ве­ка на­кла­ды­ва­ют элек­тро­ды, между телом и элек­тро­дом по­ме­ща­ют бу­ма­гу или ткань, про­пи­тан­ную элек­тро­про­во­дя­щим ле­кар­ствен­ным пре­па­ра­том. При вклю­че­нии тока на­чи­на­ет­ся дви­же­ние за­ря­жен­ных ча­стиц из бу­ма­ги или ткани в кожу, а затем в тело че­ло­ве­ка.

Какой фи­зи­че­ский про­цесс ис­поль­зу­ет­ся при элек­тро­фо­ре­зе?

4.  
i

Про­чи­тай­те текст и вставь­те на места про­пус­ков слова (сло­во­со­че­та­ния) из при­ведённого спис­ка.

 

Бен­джа­мин Фран­клин в одной из своих работ опи­сал по­па­да­ние мол­нии в ко­ло­коль­ню. Мол­ния про­шла по­сле­до­ва­тель­но по же­лез­ным пред­ме­там: ко­ло­коль­но­му мо­лот­ку, тон­кой про­во­ло­ке, при­де­лан­ной к нему, и «пе­ре­ско­чи­ла» на стер­жень ма­ят­ни­ка часов. При этом мо­ло­ток и стер­жень ма­ят­ни­ка часов на­гре­лись и ____________________, а про­во­ло­ка ис­па­ри­лась.

Ис­па­ре­ние про­во­ло­ки можно объ­яс­нить тем, что при __________________________ ко­ли­че­ство вы­де­лив­ший­ся в про­вод­ни­ке теп­ло­ты прямо про­пор­ци­о­наль­но со­про­тив­ле­нию участ­ка цепи, ко­то­рое, в свою оче­редь, ________________________ пло­ща­ди по­пе­реч­но­го се­че­ния про­вод­ни­ка.

 

Спи­сок слов (сло­во­со­че­та­ний)

1)  на­маг­ни­ти­лись

2)  на­элек­три­зо­ва­лись

3)  про­те­ка­нии элек­три­че­ско­го тока

4)  дви­же­нии про­то­нов по ме­тал­ли­че­ско­му про­вод­ни­ку

5)  прямо про­пор­ци­о­наль­но

6)  об­рат­но про­пор­ци­о­наль­но

5.  
i

В на­ча­ле ХХ в. по­жар­ный од­на­ж­ды спрыг­нул на батут без травм с вы­со­ты 8-го этажа. Как из­ме­ня­лись его мо­дуль им­пуль­са и ки­не­ти­че­ская энер­гия, а также мо­дуль силы упру­го­сти сетки за время от на­ча­ла ка­са­ния по­жар­ным сетки ба­ту­та до мак­си­маль­но­го её про­ги­ба? Счи­тать, что де­фор­ма­ция ба­ту­та под­чи­ня­ет­ся за­ко­ну Гука.

Для каж­дой ве­ли­чи­ны опре­де­ли­те со­от­вет­ству­ю­щий ха­рак­тер её из­ме­не­ния:

 

1)  уве­ли­чит­ся;

2)  умень­шит­ся;

3)  не из­ме­нит­ся.

 

Мо­дуль им­пуль­са че­ло­ве­каКи­не­ти­че­ская энер­гия че­ло­ве­каМо­дуль силы упру­го­сти сетки
6.  
i

Из воз­ду­ха на стек­лян­ную пло­ско­па­рал­лель­ную пла­сти­ну па­да­ет луч света (см. рис., вид сбоку). Изоб­ра­зи­те при­мер­ный ход луча в пла­сти­не и после вы­хо­да света из стек­ла в воз­дух.

7.  
i

На ри­сун­ке изоб­ражён фраг­мент Пе­ри­о­ди­че­ской си­сте­мы хи­ми­че­ских эле­мен­тов Д. И. Мен­де­ле­е­ва. Изо­топ свин­ца-206 ис­пы­ты­ва­ет β-рас­пад, при этом об­ра­зу­ет­ся элек­трон и ядро дру­го­го эле­мен­та. Опре­де­ли­те, какой эле­мент об­ра­зу­ет­ся при β-рас­па­де изо­то­па свин­ца. На­зва­ние эле­мен­та за­пи­ши­те сло­вом.

8.  
i

В со­су­де под тяжёлым порш­нем на­хо­дит­ся воз­дух. На гра­фи­ке пред­став­ле­на за­ви­си­мость дав­ле­ния воз­ду­ха от его тем­пе­ра­ту­ры.

Вы­бе­ри­те два вер­ных утвер­жде­ния, со­от­вет­ству­ю­щих дан­ным гра­фи­ка. За­пи­ши­те в от­ве­те их но­ме­ра.

1)  В про­цес­се 1–2 объём воз­ду­ха со­хра­нял­ся не­из­мен­ным.

2)  В про­цес­се 2–3 объём воз­ду­ха уве­ли­чи­вал­ся прямо про­пор­ци­о­наль­но из­ме­не­нию его аб­со­лют­ной тем­пе­ра­ту­ры.

3)  В про­цес­се 3–4 на­блю­да­лось изо­тер­ми­че­ское сжа­тие воз­ду­ха.

4)  В про­цес­се 1–2 на­блю­да­лось изо­тер­ми­че­ское сжа­тие воз­ду­ха.

5)  В про­цес­се 3–4 воз­дух мед­лен­но рас­ши­рял­ся, под­ни­мая пор­шень.

9.  
i

Мячик мас­сой 200 г упал по вер­ти­ка­ли с от­вес­ной скалы, от­ско­чил от земли и под­нял­ся вер­ти­каль­но вверх. На ри­сун­ке пред­став­лен гра­фик за­ви­си­мо­сти мо­ду­ля ско­ро­сти мяча от вре­ме­ни в те­че­ние пер­вых 9 с от на­ча­ла дви­же­ния.

На какую вы­со­ту под­ни­мет­ся мяч после удара о землю? За­пи­ши­те ре­ше­ние и ответ. Со­про­тив­ле­ни­ем воз­ду­ха пре­не­бречь.

10.  
i

С по­мо­щью ба­ро­мет­ра про­во­ди­лись из­ме­ре­ния ат­мо­сфер­но­го дав­ле­ния. По­греш­ность из­ме­ре­ний дав­ле­ния равна цене де­ле­ния шкалы ба­ро­мет­ра (см. рис.).

За­пи­ши­те в ответ по­ка­за­ния ба­ро­мет­ра с учётом по­греш­но­сти из­ме­ре­ний. В от­ве­те ука­жи­те зна­че­ние и по­греш­ность из­ме­ре­ния слит­но без про­бе­ла. Ответ при­ве­ди­те в кПа.

11.  
i

Учи­тель на уроке провёл сле­ду­ю­щие опыты. В стек­лян­ную труб­ку с ре­зи­но­вым дном он по­очерёдно на­ли­вал раз­лич­ные жид­ко­сти рав­но­го объёма (см. рис.). Он об­ра­тил вни­ма­ние уча­щих­ся на про­гиб дна при на­ли­ва­нии раз­лич­ных жид­ко­стей.

С какой целью были про­ве­де­ны дан­ные опыты?

12.  
i

Вам не­об­хо­ди­мо ис­сле­до­вать, за­ви­сит ли на­прав­ле­ние силы Ам­пе­ра, дей­ству­ю­щей на про­вод­ник с током в маг­нит­ном поле, от на­прав­ле­ния век­то­ра ин­дук­ции маг­нит­но­го поля. Име­ет­ся сле­ду­ю­щее обо­ру­до­ва­ние (см. рис.):

 

− ис­точ­ник по­сто­ян­но­го тока, ключ, рео­стат;

− про­вод­ник (на ри­сун­ке про­вод­ник АВ);

− три оди­на­ко­вых по­сто­ян­ных под­ко­во­об­раз­ных маг­ни­та;

− шта­тив, со­еди­ни­тель­ные про­во­да.

 

В от­ве­те:

1.  Опи­ши­те экс­пе­ри­мен­таль­ную уста­нов­ку.

2.  Опи­ши­те по­ря­док дей­ствий при про­ве­де­нии ис­сле­до­ва­ния.

13.  
i

Уста­но­ви­те со­от­вет­ствие между на­блю­да­е­мы­ми при­род­ны­ми яв­ле­ни­я­ми и объ­яс­ня­ю­щи­ми их фи­зи­че­ски­ми яв­ле­ни­я­ми. Для каж­до­го при­род­но­го яв­ле­ния из пер­во­го столб­ца под­бе­ри­те со­от­вет­ству­ю­щее на­зва­ние фи­зи­че­ско­го яв­ле­ния из вто­ро­го столб­ца.

ПРИ­РОД­НЫЕ ЯВ­ЛЕ­НИЯ

А)  крас­ный цвет Солн­ца на за­ка­те

Б)  ра­дуж­ная окрас­ка не­ко­то­рых ра­ко­вин, кры­льев стре­коз и ба­бо­чек

ФИ­ЗИ­ЧЕ­СКИЕ ЯВ­ЛЕ­НИЯ

1)  дис­пер­сия света

2)  рас­се­я­ние света

3)  ин­тер­фе­рен­ция света

4)  по­ля­ри­за­ция света

За­пи­ши­те в таб­ли­цу вы­бран­ные цифры под со­от­вет­ству­ю­щи­ми бук­ва­ми.

AБ
14.  
i

Пы­ле­сос

Устрой­ство пы­ле­со­са с мо­мен­та его изоб­ре­те­ния в 1860-х гг. оста­лось в ос­нов­ном преж­ним: элек­тро­вен­ти­ля­тор, со­зда­вая раз­ре­же­ние в ка­ме­ре, за­са­сы­ва­ет через шланг с на­сад­ка­ми пыль вме­сте с воз­ду­хом и, про­пус­кая воз­дух через не­сколь­ко пы­ле­уло­ви­те­лей (филь­тров), вы­тал­ки­ва­ет его на­ру­жу. В про­мыш­лен­ных пы­ле­со­сах круп­ный мусор, по­па­дая из шлан­га в ка­ме­ру-бун­кер, где ско­рость воз­душ­но­го по­то­ка ниже, осе­да­ет на дно. Более мел­кие ча­сти­цы, во­вле­ка­ясь в спи­ра­ле­вид­ное дви­же­ние в се­па­ра­то­ре-цик­ло­не, «не удер­жи­ва­ют­ся» в цен­тре по­то­ка, от­ле­тая на пе­ри­фе­рию. Филь­тры тон­кой очист­ки, вы­пол­нен­ные из по­ри­сто­го ма­те­ри­а­ла, спо­соб­ны за­дер­жи­вать пыль раз­ме­ром мень­ше мик­ро­на. В ряде мо­де­лей перед таким филь­тром раз­ме­ща­ют вих­ре­вую ка­ме­ру с пен­ным водо-воз­душ­ным слоем, обес­пе­чи­ва­ю­щим улав­ли­ва­ние пыли за счёт её сма­чи­ва­ния. В таких пы­ле­со­сах есть спе­ци­аль­ный бун­кер с водой. Со­вре­мен­ные пы­ле­со­сы  — слож­ные при­бо­ры: они осна­ще­ны си­сте­мой ав­то­ма­ти­ки, ко­то­рая может, на­при­мер, ре­а­ги­руя на умень­ше­ние раз­ре­же­ния в ка­ме­ре, сиг­на­ли­зи­ро­вать о за­пол­не­нии бун­ке­ра, мешка филь­тра и т. п.

 

 

Пра­ви­ла экс­плу­а­та­ции

1.  Не остав­ляй­те включённый пы­ле­сос без при­смот­ра.

2.  Не от­со­еди­няй­те пы­ле­сос от сети, дер­жась за ка­бель.

3.  Не тро­гай­те влаж­ны­ми ру­ка­ми вилку или пы­ле­сос.

4.  Не до­пус­кай­те кон­так­та волос, одеж­ды, паль­цев с от­вер­сти­я­ми в кор­пу­се пы­ле­со­са.

5.  Не ис­поль­зуй­те пы­ле­сос для сбора воды и го­рю­чих ве­ществ (бен­зин, ке­ро­син).

Про­чи­тай­те фраг­мент тех­ни­че­ско­го опи­са­ния пы­ле­со­са и вы­пол­ни­те за­да­ния 14 и 15.

 

По­че­му воз­дух на вы­хо­де из пы­ле­со­са теп­лее на­руж­но­го?

15.  
i

Пы­ле­сос

Устрой­ство пы­ле­со­са с мо­мен­та его изоб­ре­те­ния в 1860-х гг. оста­лось в ос­нов­ном преж­ним: элек­тро­вен­ти­ля­тор, со­зда­вая раз­ре­же­ние в ка­ме­ре, за­са­сы­ва­ет через шланг с на­сад­ка­ми пыль вме­сте с воз­ду­хом и, про­пус­кая воз­дух через не­сколь­ко пы­ле­уло­ви­те­лей (филь­тров), вы­тал­ки­ва­ет его на­ру­жу. В про­мыш­лен­ных пы­ле­со­сах круп­ный мусор, по­па­дая из шлан­га в ка­ме­ру-бун­кер, где ско­рость воз­душ­но­го по­то­ка ниже, осе­да­ет на дно. Более мел­кие ча­сти­цы, во­вле­ка­ясь в спи­ра­ле­вид­ное дви­же­ние в се­па­ра­то­ре-цик­ло­не, «не удер­жи­ва­ют­ся» в цен­тре по­то­ка, от­ле­тая на пе­ри­фе­рию. Филь­тры тон­кой очист­ки, вы­пол­нен­ные из по­ри­сто­го ма­те­ри­а­ла, спо­соб­ны за­дер­жи­вать пыль раз­ме­ром мень­ше мик­ро­на. В ряде мо­де­лей перед таким филь­тром раз­ме­ща­ют вих­ре­вую ка­ме­ру с пен­ным водо-воз­душ­ным слоем, обес­пе­чи­ва­ю­щим улав­ли­ва­ние пыли за счёт её сма­чи­ва­ния. В таких пы­ле­со­сах есть спе­ци­аль­ный бун­кер с водой. Со­вре­мен­ные пы­ле­со­сы  — слож­ные при­бо­ры: они осна­ще­ны си­сте­мой ав­то­ма­ти­ки, ко­то­рая может, на­при­мер, ре­а­ги­руя на умень­ше­ние раз­ре­же­ния в ка­ме­ре, сиг­на­ли­зи­ро­вать о за­пол­не­нии бун­ке­ра, мешка филь­тра и т. п.

 

 

Пра­ви­ла экс­плу­а­та­ции

1.  Не остав­ляй­те включённый пы­ле­сос без при­смот­ра.

2.  Не от­со­еди­няй­те пы­ле­сос от сети, дер­жась за ка­бель.

3.  Не тро­гай­те влаж­ны­ми ру­ка­ми вилку или пы­ле­сос.

4.  Не до­пус­кай­те кон­так­та волос, одеж­ды, паль­цев с от­вер­сти­я­ми в кор­пу­се пы­ле­со­са.

5.  Не ис­поль­зуй­те пы­ле­сос для сбора воды и го­рю­чих ве­ществ (бен­зин, ке­ро­син).

Про­чи­тай­те фраг­мент тех­ни­че­ско­го опи­са­ния пы­ле­со­са и вы­пол­ни­те за­да­ния 14 и 15.

 

По­че­му нель­зя тро­гать ра­бо­та­ю­щий пы­ле­сос мок­ры­ми ру­ка­ми?

16.  
i

Как ис­сле­до­ва­ли теп­ло­про­вод­ность ма­те­ри­а­лов

То, что раз­лич­ные тела об­ла­да­ют раз­ной спо­соб­но­стью про­во­дить тепло, т. е. раз­ной теп­ло­про­вод­но­стью, было из­вест­но давно, од­на­ко ин­стру­мен­таль­ные ис­сле­до­ва­ния на­ча­лись лишь в конце XVIII в. Ж.-Б.-Фурье пред­ло­жил спо­соб, по­ка­зан­ный на ри­сун­ке: в стерж­не AB, один конец ко­то­ро­го на­гре­вал­ся, на рав­ном рас­сто­я­нии вы­свер­ли­ва­лись не­боль­шие от­вер­стия под тер­мо­мет­ры (a, b, … f). Вна­ча­ле тем­пе­ра­ту­ра каж­до­го тер­мо­мет­ра под­ни­ма­лась, но затем подъём пре­кра­щал­ся, уста­нав­ли­ва­лось ста­ци­о­нар­ное рас­пре­де­ле­ние тем­пе­ра­ту­ры вдоль стерж­ня. Луч­шей теп­ло­про­вод­но­стью об­ла­дал тот ма­те­ри­ал, для ко­то­ро­го раз­ли­чие между по­ка­за­ни­я­ми двух со­сед­них тер­мо­мет­ров было наи­мень­шее. Ис­поль­зуя эту идею, Г. Ви­де­ман и Р. Франц по­лу­чи­ли дан­ные о теп­ло­про­вод­но­сти ме­тал­лов и спла­вов, со­по­ста­вив их с элек­тро­про­вод­но­стью. Ре­зуль­та­ты опы­тов в от­но­си­тель­ных еди­ни­цах пред­став­ле­ны в табл. 1 (наи­луч­шая про­во­ди­мость  — у се­реб­ра; наи­худ­шая  — у вис­му­та).

На­ря­ду с теп­ло­фи­зи­че­ски­ми свой­ства­ми про­вод­ни­ков, изу­ча­лись и ана­ло­гич­ные свой­ства теп­ло­изо­ля­то­ров. Граф Б.-Т. Рум­форд ис­сле­до­вал теп­ло­про­вод­ность ма­те­ри­а­лов, ис­поль­зу­е­мых для одеж­ды. Он по­ме­щал тер­мо­метр в стек­лян­ную труб­ку с окон­ча­ни­ем в виде сферы так, чтобы шарик тер­мо­мет­ра был в её цен­тре. Про­стран­ство между стек­лян­ной сфе­рой и тер­мо­мет­ром за­пол­ня­лось ис­сле­ду­е­мой ма­те­ри­ей. Вся труб­ка сна­ча­ла по­ме­ща­лась в го­ря­чую воду, про­гре­ва­лась до тех пор, пока не уста­нав­ли­ва­лась не­из­мен­ная тем­пе­ра­ту­ра, затем при­бор по­ме­щал­ся в смесь толчёного льда и соли и охла­ждал­ся. В опы­тах из­ме­ря­лось время по­ни­же­ния тем­пе­ра­ту­ры для каж­до­го ма­те­ри­а­ла на 135 ºF (57,2 ºС). Дан­ные, по­лу­чен­ные Рум­фор­дом, пред­став­ле­ны в табл. 2.

На­ря­ду с экс­пе­ри­мен­таль­ной базой в XIX в. были за­ло­же­ны и ос­но­вы тео­рии теп­ло­про­вод­но­сти.

Таб­ли­ца 1. Про­вод­ни­ки
Ме­таллПро­во­ди­мостьПлот­ность,

г2/см3

теп­ло­тыэлектр.
От­но­си­тель­ные еди­ни­цы
Се­реб­ро10010010,49
Пла­ти­на10821,40
Медь73748,93
Сви­нец11911,34
Зо­ло­то595319,32
Же­ле­зо13127,85
Вис­мут229,79
Олово23157,28
Таб­ли­ца 2. Теп­ло­изо­ля­то­ры
Ма­те­ри­алВремя
мин.с
Шёлккручёный1517
сырец2104
Лён1712
Хло­пок-сырец1726
За­ячий мех2152
Га­га­чий пух2145
Боб­ро­вый мех2136
Ове­чья шерсть1838

Вставь­те в пред­ло­же­ние про­пу­щен­ные слова (со­че­та­ния слов), ис­поль­зуя ин­фор­ма­цию из тек­ста.

 

Ис­сле­дуя ______________________олова и свин­ца на одной и той же уста­нов­ке Фурье, можно ви­деть, что со­сед­ние тер­мо­мет­ры по­ка­зы­ва­ют ___________________ раз­ность тем­пе­ра­тур в слу­чае изу­че­ния олова.

17.  
i

Как ис­сле­до­ва­ли теп­ло­про­вод­ность ма­те­ри­а­лов

То, что раз­лич­ные тела об­ла­да­ют раз­ной спо­соб­но­стью про­во­дить тепло, т. е. раз­ной теп­ло­про­вод­но­стью, было из­вест­но давно, од­на­ко ин­стру­мен­таль­ные ис­сле­до­ва­ния на­ча­лись лишь в конце XVIII в. Ж.-Б.-Фурье пред­ло­жил спо­соб, по­ка­зан­ный на ри­сун­ке: в стерж­не AB, один конец ко­то­ро­го на­гре­вал­ся, на рав­ном рас­сто­я­нии вы­свер­ли­ва­лись не­боль­шие от­вер­стия под тер­мо­мет­ры (a, b, … f). Вна­ча­ле тем­пе­ра­ту­ра каж­до­го тер­мо­мет­ра под­ни­ма­лась, но затем подъём пре­кра­щал­ся, уста­нав­ли­ва­лось ста­ци­о­нар­ное рас­пре­де­ле­ние тем­пе­ра­ту­ры вдоль стерж­ня. Луч­шей теп­ло­про­вод­но­стью об­ла­дал тот ма­те­ри­ал, для ко­то­ро­го раз­ли­чие между по­ка­за­ни­я­ми двух со­сед­них тер­мо­мет­ров было наи­мень­шее. Ис­поль­зуя эту идею, Г. Ви­де­ман и Р. Франц по­лу­чи­ли дан­ные о теп­ло­про­вод­но­сти ме­тал­лов и спла­вов, со­по­ста­вив их с элек­тро­про­вод­но­стью. Ре­зуль­та­ты опы­тов в от­но­си­тель­ных еди­ни­цах пред­став­ле­ны в табл. 1 (наи­луч­шая про­во­ди­мость  — у се­реб­ра; наи­худ­шая  — у вис­му­та).

На­ря­ду с теп­ло­фи­зи­че­ски­ми свой­ства­ми про­вод­ни­ков, изу­ча­лись и ана­ло­гич­ные свой­ства теп­ло­изо­ля­то­ров. Граф Б.-Т. Рум­форд ис­сле­до­вал теп­ло­про­вод­ность ма­те­ри­а­лов, ис­поль­зу­е­мых для одеж­ды. Он по­ме­щал тер­мо­метр в стек­лян­ную труб­ку с окон­ча­ни­ем в виде сферы так, чтобы шарик тер­мо­мет­ра был в её цен­тре. Про­стран­ство между стек­лян­ной сфе­рой и тер­мо­мет­ром за­пол­ня­лось ис­сле­ду­е­мой ма­те­ри­ей. Вся труб­ка сна­ча­ла по­ме­ща­лась в го­ря­чую воду, про­гре­ва­лась до тех пор, пока не уста­нав­ли­ва­лась не­из­мен­ная тем­пе­ра­ту­ра, затем при­бор по­ме­щал­ся в смесь толчёного льда и соли и охла­ждал­ся. В опы­тах из­ме­ря­лось время по­ни­же­ния тем­пе­ра­ту­ры для каж­до­го ма­те­ри­а­ла на 135 ºF (57,2 ºС). Дан­ные, по­лу­чен­ные Рум­фор­дом, пред­став­ле­ны в табл. 2.

На­ря­ду с экс­пе­ри­мен­таль­ной базой в XIX в. были за­ло­же­ны и ос­но­вы тео­рии теп­ло­про­вод­но­сти.

Таб­ли­ца 1. Про­вод­ни­ки
Ме­таллПро­во­ди­мостьПлот­ность,

г2/см3

теп­ло­тыэлектр.
От­но­си­тель­ные еди­ни­цы
Се­реб­ро10010010,49
Пла­ти­на10821,40
Медь73748,93
Сви­нец11911,34
Зо­ло­то595319,32
Же­ле­зо13127,85
Вис­мут229,79
Олово23157,28
Таб­ли­ца 2. Теп­ло­изо­ля­то­ры
Ма­те­ри­алВремя
мин.с
Шёлккручёный1517
сырец2104
Лён1712
Хло­пок-сырец1726
За­ячий мех2152
Га­га­чий пух2145
Боб­ро­вый мех2136
Ове­чья шерсть1838

Какой ма­те­ри­ал, по дан­ным Рум­фор­да, яв­ля­ет­ся самым тёплым для зим­ней одеж­ды?

18.  
i

Как ис­сле­до­ва­ли теп­ло­про­вод­ность ма­те­ри­а­лов

То, что раз­лич­ные тела об­ла­да­ют раз­ной спо­соб­но­стью про­во­дить тепло, т. е. раз­ной теп­ло­про­вод­но­стью, было из­вест­но давно, од­на­ко ин­стру­мен­таль­ные ис­сле­до­ва­ния на­ча­лись лишь в конце XVIII в. Ж.-Б.-Фурье пред­ло­жил спо­соб, по­ка­зан­ный на ри­сун­ке: в стерж­не AB, один конец ко­то­ро­го на­гре­вал­ся, на рав­ном рас­сто­я­нии вы­свер­ли­ва­лись не­боль­шие от­вер­стия под тер­мо­мет­ры (a, b, … f). Вна­ча­ле тем­пе­ра­ту­ра каж­до­го тер­мо­мет­ра под­ни­ма­лась, но затем подъём пре­кра­щал­ся, уста­нав­ли­ва­лось ста­ци­о­нар­ное рас­пре­де­ле­ние тем­пе­ра­ту­ры вдоль стерж­ня. Луч­шей теп­ло­про­вод­но­стью об­ла­дал тот ма­те­ри­ал, для ко­то­ро­го раз­ли­чие между по­ка­за­ни­я­ми двух со­сед­них тер­мо­мет­ров было наи­мень­шее. Ис­поль­зуя эту идею, Г. Ви­де­ман и Р. Франц по­лу­чи­ли дан­ные о теп­ло­про­вод­но­сти ме­тал­лов и спла­вов, со­по­ста­вив их с элек­тро­про­вод­но­стью. Ре­зуль­та­ты опы­тов в от­но­си­тель­ных еди­ни­цах пред­став­ле­ны в табл. 1 (наи­луч­шая про­во­ди­мость  — у се­реб­ра; наи­худ­шая  — у вис­му­та).

На­ря­ду с теп­ло­фи­зи­че­ски­ми свой­ства­ми про­вод­ни­ков, изу­ча­лись и ана­ло­гич­ные свой­ства теп­ло­изо­ля­то­ров. Граф Б.-Т. Рум­форд ис­сле­до­вал теп­ло­про­вод­ность ма­те­ри­а­лов, ис­поль­зу­е­мых для одеж­ды. Он по­ме­щал тер­мо­метр в стек­лян­ную труб­ку с окон­ча­ни­ем в виде сферы так, чтобы шарик тер­мо­мет­ра был в её цен­тре. Про­стран­ство между стек­лян­ной сфе­рой и тер­мо­мет­ром за­пол­ня­лось ис­сле­ду­е­мой ма­те­ри­ей. Вся труб­ка сна­ча­ла по­ме­ща­лась в го­ря­чую воду, про­гре­ва­лась до тех пор, пока не уста­нав­ли­ва­лась не­из­мен­ная тем­пе­ра­ту­ра, затем при­бор по­ме­щал­ся в смесь толчёного льда и соли и охла­ждал­ся. В опы­тах из­ме­ря­лось время по­ни­же­ния тем­пе­ра­ту­ры для каж­до­го ма­те­ри­а­ла на 135 ºF (57,2 ºС). Дан­ные, по­лу­чен­ные Рум­фор­дом, пред­став­ле­ны в табл. 2.

На­ря­ду с экс­пе­ри­мен­таль­ной базой в XIX в. были за­ло­же­ны и ос­но­вы тео­рии теп­ло­про­вод­но­сти.

Таб­ли­ца 1. Про­вод­ни­ки
Ме­таллПро­во­ди­мостьПлот­ность,

г2/см3

теп­ло­тыэлектр.
От­но­си­тель­ные еди­ни­цы
Се­реб­ро10010010,49
Пла­ти­на10821,40
Медь73748,93
Сви­нец11911,34
Зо­ло­то595319,32
Же­ле­зо13127,85
Вис­мут229,79
Олово23157,28
Таб­ли­ца 2. Теп­ло­изо­ля­то­ры
Ма­те­ри­алВремя
мин.с
Шёлккручёный1517
сырец2104
Лён1712
Хло­пок-сырец1726
За­ячий мех2152
Га­га­чий пух2145
Боб­ро­вый мех2136
Ове­чья шерсть1838

Из­вест­но, что теп­ло­про­вод­ность воз­ду­ха тем выше, чем боль­ше его плот­ность. Спра­вед­лив ли этот вывод для ме­тал­лов? С какой их ха­рак­те­ри­сти­кой со­гла­су­ет­ся теп­ло­про­вод­ность ме­тал­лов?