Заголовок: ВПР 2022 год по физике 11 класс. Вариант 18.
Комментарий:
Версия для копирования в MS Word
PDF-версии: горизонтальная · вертикальная · крупный шрифт · с большим полем
РЕШУ ВПР — физика–11
Вариант № 237518

ВПР 2022 год по физике 11 класс. Вариант 18.

1.  
i

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

дав­ле­ние, ватт, ча­сто­та ко­ле­ба­ний,

элек­три­че­ское со­про­тив­ле­ние, гра­дус Цель­сия, се­кун­да

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)  Тело дви­жет­ся уско­рен­но под дей­стви­ем силы тре­ния покоя, со­об­ща­е­мое этой силой уско­ре­ние про­ти­во­на­прав­ле­но силе тре­ния покоя.

2)  Есте­ствен­ная кон­век­ция в жид­ко­сти не­воз­мож­на в со­сто­я­нии не­ве­со­мо­сти.

3)  В рас­тво­рах или рас­пла­вах элек­тро­ли­тов элек­три­че­ский ток пред­став­ля­ет собой упо­ря­до­чен­ное дви­же­ние ионов, про­ис­хо­дя­щее на фоне их теп­ло­во­го ха­о­ти­че­ско­го дви­же­ния.

4)  Ин­фра­крас­ное и рент­ге­нов­ское из­лу­че­ния имеют элек­тро­маг­нит­ную при­ро­ду и оди­на­ко­вые вол­но­вые свой­ства, оди­на­ко­во спо­соб­ны иони­зи­ро­вать воз­дух.

5)  Спек­тры из­лу­че­ния ато­мов двух раз­ных хи­ми­че­ских эле­мен­тов могут пол­но­стью сов­па­дать.

3.  
i

Че­ты­ре тела дви­га­лись по оси Ох. В таб­ли­це пред­став­ле­на за­ви­си­мость их ко­ор­ди­нат от вре­ме­ни.

 

t, c

012345
x1, м01,04,09,016,025,0
x2, м04,06,0 9,012,015,0
x3, м02,30−2,302,3
x4, м01,53,04,56,07,5

 

Какое из тел дви­га­лось рав­но­уско­рен­но из со­сто­я­ния покоя?

4.  
i

Ниже при­ве­де­но опи­са­ние од­но­го из яв­ле­ний: «Быст­ро про­ле­та­ют в поле зре­ния мик­ро­ско­па мель­чай­шие ча­сти­цы, почти мгно­вен­но меняя на­прав­ле­ние дви­же­ния. Мед­лен­нее про­дви­га­ют­ся более круп­ные ча­сти­цы, но и они по­сто­ян­но ме­ня­ют на­прав­ле­ние дви­же­ния. Боль­шие ча­сти­цы прак­ти­че­ски тол­кут­ся на месте». Какое яв­ле­ние опи­са­но в этом тек­сте?

5.  
i

На шёлко­вых нитях висят два ма­лень­ких раз­но­имённо за­ря­жен­ных ша­ри­ка (рис. 1). Снизу к ним под­нес­ли не­боль­шой по­ло­жи­тель­но за­ря­жен­ный шар на изо­ли­ру­ю­щей ручке (рис. 2). При этом по­ло­же­ния ша­ри­ков не­мно­го из­ме­ни­лись. Изоб­ра­зи­те при­мер­ные по­ло­же­ния ша­ри­ков после под­не­се­ния к ним по­ло­жи­тель­но за­ря­жен­но­го шара.

Рис. 1

Рис. 2

6.  
i

Пе­ри­од по­лу­рас­па­да ядер ато­мов ра­до­на \ChemFormPn в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 219 пра­вая круг­лая скоб­ка _86 со­став­ля­ет 3,9 с. Какая доля ядер от ис­ход­но­го боль­шо­го ко­ли­че­ства ядер \ChemFormPn в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 219 пра­вая круг­лая скоб­ка _86 рас­падётся за 3,9 с?

7.  
i

Элек­тро­метр при­со­еди­ни­ли к от­ри­ца­тель­но за­ря­жен­ной цин­ко­вой пла­сти­не. На пла­сти­ну на­пра­ви­ли уль­тра­фи­о­ле­то­вое из­лу­че­ние.

Как из­ме­нят­ся ки­не­ти­че­ская энер­гия вы­ле­та­ю­щих элек­тро­нов и ско­рость раз­ряд­ки элек­тро­мет­ра при уве­ли­че­нии ин­тен­сив­но­сти уль­тра­фи­о­ле­то­во­го из­лу­че­ния?

 

Для каж­дой ве­ли­чи­ны опре­де­ли­те со­от­вет­ству­ю­щий ха­рак­тер из­ме­не­ния:

1)  уве­ли­чит­ся

2)  умень­шит­ся

3)  не из­ме­нит­ся

 

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

 

Ки­не­ти­че­ская энер­гия элек­тро­новСко­рость раз­ряд­ки элек­тро­мет­ра
 
8.  
i

На гра­фи­ке пред­став­ле­на за­ви­си­мость дав­ле­ния раз­ре­жен­но­го воз­ду­ха от его тем­пе­ра­ту­ры. Масса воз­ду­ха оста­ва­лась не­из­мен­ной.

 

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

1)  В про­цес­се 1–2 на­блю­да­лось изо­тер­ми­че­ское рас­ши­ре­ние.

2)  В про­цес­се 1–2 воз­дух сжи­ма­ли, со­вер­шая над ним ра­бо­ту.

3)  В про­цес­се 2–3 на­блю­да­лось изо­бар­ное на­гре­ва­ние воз­ду­ха.

4)  В про­цес­се 3–4 газ на­гре­ва­ли и его внут­рен­няя энер­гия уве­ли­чи­ва­лась.

5)  В про­цес­се 3–4 объём воз­ду­ха уве­ли­чи­вал­ся про­пор­ци­о­наль­но уве­ли­че­нию тем­пе­ра­ту­ры.

9.  
i

В таб­ли­це при­ве­де­на верх­няя гра­ни­ца ча­стот, вос­при­ни­ма­е­мых ор­га­ном слуха не­ко­то­рых жи­вот­ных.

 

Жи­вот­ныеВерх­няя гра­ни­ца

ча­сто­ты, кГц

Ля­гуш­ки30
Тю­ле­ни55
Ле­ту­чие мыши150
Дель­фи­ны200

 

Кто из ука­зан­ных жи­вот­ных вос­при­ни­ма­ет уль­тра­зву­ко­вой сиг­нал с дли­ной волны 1 мм? Ско­рость звука в воз­ду­хе при­нять рав­ной 340 м/с. За­пи­ши­те ре­ше­ние и ответ.

10.  
i

Уче­ник ис­сле­до­вал за­ви­си­мость удли­не­ния пру­жи­ны от массы груза, под­ве­шен­но­го к пру­жи­не. Груз не­по­дви­жен. Ре­зуль­та­ты из­ме­ре­ний с учётом их по­греш­но­сти пред­став­ле­ны на гра­фи­ке.

Каков при­бли­зи­тель­но ко­эф­фи­ци­ент упру­го­сти пру­жи­ны?

11.  
i

Учи­тель на уроке со­брал сле­ду­ю­щую уста­нов­ку: пря­мой про­вод­ник с током по­ме­стил между по­лю­са­ми ду­го­об­раз­но­го маг­ни­та (см. ри­су­нок). При за­мы­ка­нии цепи можно было на­блю­дать, как про­вод­ник втя­ги­ва­ет­ся в об­ласть маг­ни­та. При пе­ре­клю­че­нии по­лю­сов ис­точ­ни­ка тока про­вод­ник с током вы­тал­ки­вал­ся из об­ла­сти маг­ни­та.

С какой целью был про­ведён дан­ный опыт?

12.  
i

В ка­туш­ку ин­дук­тив­но­сти вно­сят маг­нит. В ка­туш­ку ин­дук­тив­но­сти вно­сят маг­нит. При этом в её об­мот­ке воз­ни­ка­ет ин­дук­ци­он­ный ток. Вам не­об­хо­ди­мо ис­сле­до­вать, за­ви­сит ли сила ин­дук­ци­он­но­го тока, воз­ни­ка­ю­ще­го в ка­туш­ке, от ско­ро­сти из­ме­не­ния маг­нит­но­го по­то­ка, про­ни­зы­ва­ю­ще­го ка­туш­ку.

Име­ет­ся сле­ду­ю­щее обо­ру­до­ва­ние (см. рис.):

− ка­туш­ка ин­дук­тив­но­сти;

− ам­пер­метр (на шкале ко­то­ро­го «0» по­се­ре­ди­не);

− маг­нит;

− со­еди­ни­тель­ные про­во­да.

 

В от­ве­те:

1.  Опи­ши­те экс­пе­ри­мен­таль­ную уста­нов­ку.

2.  Опи­ши­те по­ря­док действий при про­ве­де­нии ис­сле­до­ва­ния.

13.  
i

Уста­но­ви­те со­от­вет­ствие между устрой­ства­ми и ви­да­ми элек­тро­маг­нит­ных волн, ко­то­рые ис­поль­зу­ют­ся в этих устрой­ствах. Для каж­до­го устрой­ства из пер­во­го столб­ца под­бе­ри­те со­от­вет­ству­ю­щий вид элек­тро­маг­нит­ных волн из вто­ро­го столб­ца.

УСТРОЙ­СТВА

А)  теп­ло­ви­зор (устрой­ство для по­лу­че­ния изоб­ра­же­ний от ис­точ­ни­ков теп­ло­во­го из­лу­че­ния)

Б)  квар­це­вые лампы, ши­ро­ко ис­поль­зу­е­мые для дез­ин­фек­ции воз­ду­ха, воды

ВИДЫ ЭЛЕК­ТРО­МАГ­НИТ­НЫХ ВОЛН

1)  гамма-из­лу­че­ние

2)  ин­фра­крас­ные

3)  рент­ге­нов­ские

4)  уль­тра­фи­о­ле­то­вые

За­пи­ши­те в таб­ли­цу вы­бран­ные цифры под со­от­вет­ству­ю­щи­ми бук­ва­ми.

AБ
  
14.  
i

Про­чи­тай­те текст и вы­пол­ни­те за­да­ния 14 и 15.

Элек­тро­филь­тры

На про­мыш­лен­ных пред­при­я­ти­ях ши­ро­ко ис­поль­зу­ет­ся элек­три­че­ская очист­ка газов от твёрдых при­ме­сей. Дей­ствие элек­тро­филь­тра ос­но­ва­но на при­ме­не­нии ко­рон­но­го раз­ря­да. Можно про­де­лать сле­ду­ю­щий опыт: сосуд, на­пол­нен­ный дымом, вне­зап­но де­ла­ет­ся про­зрач­ным, если в него вне­сти ост­рые ме­тал­ли­че­ские элек­тро­ды, раз­но­имённо за­ря­жен­ные от элек­три­че­ской ма­ши­ны.

На ри­сун­ке пред­став­ле­на схема про­стей­ше­го элек­тро­филь­тра: внут­ри стек­лян­ной труб­ки со­дер­жит­ся два элек­тро­да (ме­тал­ли­че­ский ци­линдр и на­тя­ну­тая по его оси тон­кая ме­тал­ли­че­ская про­во­ло­ка). Элек­тро­ды под­со­еди­не­ны к элек­три­че­ской ма­ши­не. Если про­ду­вать через труб­ку струю дыма или пыли и при­ве­сти в дей­ствие ма­ши­ну, то при не­ко­то­ром на­пря­же­нии, до­ста­точ­ном для за­жи­га­ния ко­рон­но­го раз­ря­да, вы­хо­дя­щая струя воз­ду­ха ста­но­вит­ся чи­стой и про­зрач­ной.

Объ­яс­ня­ет­ся это тем, что при за­жи­га­нии ко­рон­но­го раз­ря­да воз­дух внут­ри труб­ки силь­но иони­зу­ет­ся. Ионы газа при­ли­па­ют к ча­сти­цам пыли и тем самым за­ря­жа­ют их.

За­ря­жен­ные ча­сти­цы под дей­стви­ем элек­три­че­ско­го поля дви­жут­ся к элек­тро­дам и осе­да­ют на них.

Ри­су­нок. Про­стей­ший элек­тро­фильтр

Какой про­цесс на­блю­да­ет­ся в газе, на­хо­дя­щем­ся в силь­ном элек­три­че­ском поле?

15.  
i

Про­чи­тай­те текст и вы­пол­ни­те за­да­ния 14 и 15.

Элек­тро­филь­тры

На про­мыш­лен­ных пред­при­я­ти­ях ши­ро­ко ис­поль­зу­ет­ся элек­три­че­ская очист­ка газов от твёрдых при­ме­сей. Дей­ствие элек­тро­филь­тра ос­но­ва­но на при­ме­не­нии ко­рон­но­го раз­ря­да. Можно про­де­лать сле­ду­ю­щий опыт: сосуд, на­пол­нен­ный дымом, вне­зап­но де­ла­ет­ся про­зрач­ным, если в него вне­сти ост­рые ме­тал­ли­че­ские элек­тро­ды, раз­но­имённо за­ря­жен­ные от элек­три­че­ской ма­ши­ны.

На ри­сун­ке пред­став­ле­на схема про­стей­ше­го элек­тро­филь­тра: внут­ри стек­лян­ной труб­ки со­дер­жит­ся два элек­тро­да (ме­тал­ли­че­ский ци­линдр и на­тя­ну­тая по его оси тон­кая ме­тал­ли­че­ская про­во­ло­ка). Элек­тро­ды под­со­еди­не­ны к элек­три­че­ской ма­ши­не. Если про­ду­вать через труб­ку струю дыма или пыли и при­ве­сти в дей­ствие ма­ши­ну, то при не­ко­то­ром на­пря­же­нии, до­ста­точ­ном для за­жи­га­ния ко­рон­но­го раз­ря­да, вы­хо­дя­щая струя воз­ду­ха ста­но­вит­ся чи­стой и про­зрач­ной.

Объ­яс­ня­ет­ся это тем, что при за­жи­га­нии ко­рон­но­го раз­ря­да воз­дух внут­ри труб­ки силь­но иони­зу­ет­ся. Ионы газа при­ли­па­ют к ча­сти­цам пыли и тем самым за­ря­жа­ют их.

За­ря­жен­ные ча­сти­цы под дей­стви­ем элек­три­че­ско­го поля дви­жут­ся к элек­тро­дам и осе­да­ют на них.

Ри­су­нок. Про­стей­ший элек­тро­фильтр

Где будут осе­дать от­ри­ца­тель­но за­ря­жен­ные ча­сти­цы в элек­тро­филь­тре, изоб­ражённом на ри­сун­ке?

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, ис­поль­зуя ин­фор­ма­цию из тек­ста.

 

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

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

Б.-Т. Рум­форд на­ря­ду с ма­те­ри­а­ла­ми для одеж­ды ис­сле­до­вал и дру­гие теп­ло­изо­ля­то­ры. Стек­лян­ную колбу с го­ря­чим мас­лом в одном слу­чае об­ло­жи­ли хлоп­ком-сыр­цом (ватой), а в дру­гом слу­чае  — дре­вес­ной сажей слоем такой же тол­щи­ны. Для сажи он по­лу­чил время по­ни­же­ния тем­пе­ра­ту­ры 18 мин. 37 с. Какой из этих ма­те­ри­а­лов об­ла­да­ет боль­шей теп­ло­про­вод­но­стью?

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

Уче­ник утвер­жда­ет, что теп­ло­про­вод­ность ме­тал­лов тем выше, чем ниже их тем­пе­ра­ту­ра плав­ле­ния. У се­реб­ра, на­при­мер, тем­пе­ра­ту­ра плав­ле­ния ниже, чем у же­ле­за, а теп­ло­про­вод­ность выше. Пра­во­мер­но ли такое утвер­жде­ние? С какой ха­рак­те­ри­сти­кой ме­тал­лов со­гла­су­ет­ся их теп­ло­про­вод­ность?