Заголовок: ВПР 2023 год по физике 11 класс. Вариант 10.
Комментарий:
Версия для копирования в MS Word
PDF-версии: горизонтальная · вертикальная · крупный шрифт · с большим полем
РЕШУ ВПР — физика–11
Вариант № 282853

ВПР 2023 год по физике 11 класс. Вариант 10.

1.  
i

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

ки­ло­нью­тон, гра­дус Цель­сия, арео­метр, ма­те­ри­аль­ная точка,

ба­ро­метр-ане­ро­ид, вольт­метр, герц.

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)  При­ли­вы и от­ли­вы вы­зва­ны сов­мест­ным дей­стви­ем Луны и Солн­ца на Землю, при этом Землю можно рас­смат­ри­вать как ма­те­ри­аль­ную точку.

2)  Про­цесс кон­ден­са­ции жид­ко­стей про­ис­хо­дит с по­гло­ще­ни­ем из окру­жа­ю­щей среды боль­шо­го ко­ли­че­ства теп­ло­ты.

3)  Ори­ен­та­ция маг­нит­ной стрел­ки в про­стран­стве какой-либо пла­не­ты сви­де­тель­ству­ет о на­ли­чии у этой пла­не­ты маг­нит­но­го поля.

4)  В од­но­род­ной и изо­троп­ной среде свет рас­про­стра­ня­ет­ся пря­мо­ли­ней­но.

5)  От­кло­не­ние альфа- и бета-ча­стиц в маг­нит­ном поле в про­ти­во­по­лож­ные сто­ро­ны сви­де­тель­ству­ет о на­ли­чии в спек­тре из­лу­че­ния ча­стиц с раз­ной мас­сой.

3.  
i

Си­сте­му отсчёта, свя­зан­ную с Землёй, будем счи­тать инер­ци­аль­ной. Как дол­жен дви­гать­ся самолёт, чтобы свя­зан­ная с ним си­сте­ма отсчёта была инер­ци­аль­ной?

4.  
i

В ку­би­че­ском метре воз­ду­ха в по­ме­ще­нии при тем­пе­ра­ту­ре 20 °C на­хо­дит­ся 17,3 г во­дя­ных паров. Поль­зу­ясь таб­ли­цей плот­но­сти на­сы­щен­ных паров воды, опре­де­ли­те от­но­си­тель­ную влаж­ность воз­ду­ха. Ответ за­пи­ши­те в про­цен­тах.

 

t, °С16171819202122232425
ρ, 10−2 кг/м31,361,451,541,631,731,831,942,062,182,30
5.  
i

На ри­сун­ке изоб­ра­же­ны три пары оди­на­ко­вых лёгких ша­ри­ков, за­ря­ды ко­то­рых равны по мо­ду­лю и рав­но­мер­но рас­пре­де­ле­ны по по­верх­но­сти. Ша­ри­ки под­ве­ше­ны на шёлко­вых нитях. Знак за­ря­да од­но­го из ша­ри­ков каж­дой пары ука­зан на ри­сун­ке. В каком(-их) слу­чае(-ях) заряд дру­го­го ша­ри­ка от­ри­ца­те­лен?

6.  
i

Свя­зан­ная си­сте­ма эле­мен­тар­ных ча­стиц со­дер­жит 54 элек­тро­на, 74 ней­тро­на и 53 про­то­на. Ис­поль­зуя фраг­мент Пе­ри­о­ди­че­ской си­сте­мы эле­мен­тов Д. И. Мен­де­ле­е­ва, опре­де­ли­те ионом или ней­траль­ным ато­мом ка­ко­го эле­мен­та яв­ля­ет­ся эта си­сте­ма. В от­ве­те ука­жи­те по­ряд­ко­вый номер эле­мен­та.

7.  
i

Ав­то­мо­биль на боль­шой ско­ро­сти въе­хал на «гор­ба­тый» мост, при этом ско­рость его дви­же­ния по мосту остаётся по­сто­ян­ной по мо­ду­лю (см. ри­су­нок). Как из­ме­ни­лись в верх­ней точке моста им­пульс и пол­ная ме­ха­ни­че­ская энер­гия ав­то­мо­би­ля по срав­не­нию с тем, ка­ки­ми они были на го­ри­зон­таль­ном участ­ке до­ро­ги?

 

Для каж­дой ве­ли­чи­ны опре­де­ли­те со­от­вет­ству­ю­щий ха­рак­тер из­ме­не­ния:

 

1)  уве­ли­чи­лась

2)  умень­ши­лась

3)  не из­ме­ни­лась

 

За­пи­ши­те в таб­ли­цу вы­бран­ные цифры для каж­дой фи­зи­че­ской ве­ли­чи­ны. Цифры в от­ве­те могут по­вто­рять­ся.

 

Им­пульсПол­ная ме­ха­ни­че­ская энер­гия
8.  
i

В ка­туш­ку 2, за­мкну­тую на галь­ва­но­метр, вно­сят ниж­ний торец ка­туш­ки 1, под­ключённой к ис­точ­ни­ку тока (рис. 1). При дви­же­нии ка­туш­ки 1 в ка­туш­ке 2 на­блю­да­ют воз­ник­но­ве­ние ин­дук­ци­он­но­го тока, ко­то­рый фик­си­ру­ет­ся галь­ва­но­мет­ром. Из­ме­няя на­прав­ле­ние и ско­рость дви­же­ния ка­туш­ки 1, по­лу­ча­ют гра­фик за­ви­си­мо­сти ин­дук­ци­он­но­го тока в ка­туш­ке 2 от вре­ме­ни (рис. 2).

Рис. 1

Рис. 2

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

1)  В про­ме­жут­ке вре­ме­ни от 0 до t1 ка­туш­ка 1 дви­жет­ся от­но­си­тель­но ка­туш­ки 2 рав­но­мер­но.

2)  В про­ме­жут­ке вре­ме­ни от t1 до t2 в ка­туш­ку 2 вдви­га­ют верх­ний торец ка­туш­ки 1.

3)  В про­ме­жут­ке вре­ме­ни от t1 до t2 ка­туш­ка 1 дви­жет­ся от­но­си­тель­но ка­туш­ки 2 с боль­шей ско­ро­стью, чем в про­ме­жут­ке от 0 до t1.

4)  В про­ме­жут­ке вре­ме­ни от t2 до t3 ка­туш­ка 1 дви­жет­ся от­но­си­тель­но ка­туш­ки 2 рав­но­мер­но.

5)  В про­ме­жут­ке вре­ме­ни от t2 до t3 в ка­туш­ке 2 на­блю­да­ет­ся яв­ле­ние элек­тро­маг­нит­ной ин­дук­ции.

9.  
i

Под­вод­ный ап­па­рат вы­дер­жи­ва­ет внеш­нее дав­ле­ние в 5 МПа. Можно ли ис­поль­зо­вать дан­ный ап­па­рат для ис­сле­до­ва­ния всей мор­ской су­ме­реч­ной зоны (см. ри­су­нок)? 1 атм. = 101 300 Па. Плот­ность мор­ской воды 1030 кг/м3.

За­пи­ши­те ре­ше­ние и ответ.

10.  
i

Уче­ник ис­сле­до­вал за­ви­си­мость силы тре­ния брус­ка по по­верх­но­сти стола от массы брус­ка с гру­за­ми. В экс­пе­ри­мен­те бру­сок пе­ре­ме­ща­ли рав­но­мер­но и пря­мо­ли­ней­но по го­ри­зон­таль­ной по­верх­но­сти с по­мо­щью ди­на­мо­мет­ра. В таб­ли­це пред­став­ле­ны ре­зуль­та­ты из­ме­ре­ний массы брус­ка с гру­за­ми и силы тре­ния с учётом по­греш­но­стей из­ме­ре­ний.

 

№ опытаМасса брус­ка, кгСила тре­ния, Н
10,150 ± 0,0050,90 ± 0,05
20,250 ± 0,0051,45 ± 0,05
30,350 ± 0,0052,05 ± 0,05

 

Каков при­бли­зи­тель­но ко­эф­фи­ци­ент тре­ния сколь­же­ния брус­ка по по­верх­но­сти, на ко­то­рой про­во­дил­ся экс­пе­ри­мент?

11.  
i

Дмит­рий про­де­лал сле­ду­ю­щий опыт в за­темнённой ком­на­те. На стоп­ку книг он уста­но­вил фо­на­рик. Далее он взял две кар­тон­ки и в цен­тре каж­дой сде­лал не­боль­шое круг­лое от­вер­стие. Кар­тон­ки Дмит­рий уста­но­вил так, чтобы фо­на­рик и от­вер­стия были на одной вы­со­те и на­хо­ди­лись в одной вер­ти­каль­ной плос­ко­сти с осью фо­на­ря. В этом слу­чае он мог на­блю­дать свет с про­ти­во­по­лож­ной сто­ро­ны (см. рис.). При сме­ще­нии кар­то­нок от­но­си­тель­но друг друга свет ста­но­вил­ся не виден.

Какой вывод можно сде­лать на ос­но­ва­нии дан­но­го опыта?

12.  
i

Вам не­об­хо­ди­мо ис­сле­до­вать, ме­ня­ет­ся ли ча­сто­та ко­ле­ба­ний ни­тя­но­го ма­ят­ни­ка при из­ме­не­нии длины его нити.

Име­ет­ся сле­ду­ю­щее обо­ру­до­ва­ние (см. рис.):

—  се­кун­до­мер элек­трон­ный;

—  набор из трёх ша­ри­ков с крюч­ком оди­на­ко­во­го объёма, но раз­лич­ной массы: 50 г, 80 г и 110 г;

—  набор нитей для ма­ят­ни­ка: 60 см, 120 см и 180 см;

—  креп­ле­ние ма­ят­ни­ка.

 

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)  го­лу­бой цвет неба

Б)  ра­ду­га

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

Про­чи­тай­те фраг­мент ин­струк­ции к элек­три­че­ской дрели и вы­пол­ни­те за­да­ния 14 и 15.

Лич­ная без­опас­ность

1.  Ис­поль­зуй­те за­щит­ные очки. При вы­со­кой за­пы­лен­но­сти поль­зуй­тесь спе­ци­аль­ной мас­кой-филь­тром.

2.  Но­си­те под­хо­дя­щую спец­одеж­ду. Не ре­ко­мен­ду­ет­ся но­сить сво­бод­ную одеж­ду и укра­ше­ния, ко­то­рые могут за­це­пить­ся за вра­ща­ю­щи­е­ся части ин­стру­мен­та. При ра­бо­те на от­кры­том воз­ду­хе ре­ко­мен­ду­ет­ся на­де­вать за­щит­ные пер­чат­ки и не­сколь­зя­щую обувь. Если у вас длин­ные во­ло­сы, их сле­ду­ет при­крыть.

3.  Будь­те вни­ма­тель­ны. Сле­ди­те за тем, что вы де­ла­е­те. Ру­ко­вод­ствуй­тесь здра­вым смыс­лом. Не ра­бо­тай­те с ин­стру­мен­том, если вы уста­ли.

4.  Учи­ты­вай­те вли­я­ние окру­жа­ю­щей среды. Не под­вер­гай­те ин­стру­мент воз­дей­ствию влаги. Не поль­зуй­тесь ин­стру­мен­том при вы­со­кой влаж­но­сти окру­жа­ю­щей среды. По­за­боть­тесь о хо­ро­шей осве­щен­но­сти ра­бо­че­го места.

5.  Сле­ди­те, чтобы пи­та­ю­щий ка­бель на­хо­дил­ся вне зоны дей­ствия ин­стру­мен­та.

6.  Не поль­зуй­тесь элек­тро­ин­стру­мен­та­ми вб­ли­зи лег­ко­вос­пла­ме­ня­ю­щих­ся жид­ко­стей, а так же в га­зо­об­раз­ной, взры­во­опас­ной среде.

7.  Со­блю­дай­те ве­ли­чай­шую осто­рож­ность. При свер­ле­нии стен, по­тол­ков или про­чих мест, где может на­хо­дить­ся элек­тро­про­вод­ка, сле­ду­ет иметь в виду, что ме­тал­ли­че­ские части ин­стру­мен­та не изо­ли­ро­ва­ны от кор­пу­са дрели.

В ин­струк­ции ре­ко­мен­ду­ет­ся не поль­зо­вать­ся ин­стру­мен­том при вы­со­кой влаж­но­сти. Объ­яс­ни­те, по­че­му.

15.  
i

Про­чи­тай­те фраг­мент ин­струк­ции к элек­три­че­ской дрели и вы­пол­ни­те за­да­ния 14 и 15.

Лич­ная без­опас­ность

1.  Ис­поль­зуй­те за­щит­ные очки. При вы­со­кой за­пы­лен­но­сти поль­зуй­тесь спе­ци­аль­ной мас­кой-филь­тром.

2.  Но­си­те под­хо­дя­щую спец­одеж­ду. Не ре­ко­мен­ду­ет­ся но­сить сво­бод­ную одеж­ду и укра­ше­ния, ко­то­рые могут за­це­пить­ся за вра­ща­ю­щи­е­ся части ин­стру­мен­та. При ра­бо­те на от­кры­том воз­ду­хе ре­ко­мен­ду­ет­ся на­де­вать за­щит­ные пер­чат­ки и не­сколь­зя­щую обувь. Если у вас длин­ные во­ло­сы, их сле­ду­ет при­крыть.

3.  Будь­те вни­ма­тель­ны. Сле­ди­те за тем, что вы де­ла­е­те. Ру­ко­вод­ствуй­тесь здра­вым смыс­лом. Не ра­бо­тай­те с ин­стру­мен­том, если вы уста­ли.

4.  Учи­ты­вай­те вли­я­ние окру­жа­ю­щей среды. Не под­вер­гай­те ин­стру­мент воз­дей­ствию влаги. Не поль­зуй­тесь ин­стру­мен­том при вы­со­кой влаж­но­сти окру­жа­ю­щей среды. По­за­боть­тесь о хо­ро­шей осве­щен­но­сти ра­бо­че­го места.

5.  Сле­ди­те, чтобы пи­та­ю­щий ка­бель на­хо­дил­ся вне зоны дей­ствия ин­стру­мен­та.

6.  Не поль­зуй­тесь элек­тро­ин­стру­мен­та­ми вб­ли­зи лег­ко­вос­пла­ме­ня­ю­щих­ся жид­ко­стей, а так же в га­зо­об­раз­ной, взры­во­опас­ной среде.

7.  Со­блю­дай­те ве­ли­чай­шую осто­рож­ность. При свер­ле­нии стен, по­тол­ков или про­чих мест, где может на­хо­дить­ся элек­тро­про­вод­ка, сле­ду­ет иметь в виду, что ме­тал­ли­че­ские части ин­стру­мен­та не изо­ли­ро­ва­ны от кор­пу­са дрели.

По­че­му в ин­струк­ции за­пре­ща­ет­ся поль­зо­вать­ся элек­тро­дре­лью вб­ли­зи лег­ко­вос­пла­ме­ня­ю­щих­ся жид­ко­стей?

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?