3. Задание. Ответить на вопросы, объяснить. 1 уровень: Почему шерстяная одежда сохраняет теплоту лучше, чем хлопчатобумажная? В какой одежде летом менее жарко: в белой или в тёмной? 2 уровень: Медной и стальной гирькам одинаковой массы передали одинаковое количество теплоты. У какой гирьки температура будет больше? В каком случае 1 кг свинца нагреется сильнее: когда его температуру повысят на 10 °C или когда ему сообщат количество теплоты 10 Дж? 3 уровень: Почему при помощи одной спички древесную лучину зажечь можно, а целое полено нельзя? По кускам стали и свинца, имеющим одинаковые массы, ударили одинаковое число раз. До одинаковой ли температуры они нагреются? Если нет, то какой больше и почему?

1 уровень.

Шерсть удерживает между волокнами воздух, который плохо проводит тепло. Поэтому шерстяная одежда уменьшает теплообмен тела с окружающей средой лучше, чем хлопчатобумажная.

Летом менее жарко в белой одежде: белая поверхность отражает больше солнечного излучения, а тёмная сильнее его поглощает.

2 уровень.

При одинаковых массе и количестве полученной теплоты изменение температуры определяется формулой Δt = Q/(cm). У меди удельная теплоёмкость меньше, чем у стали, поэтому медная гирька нагреется сильнее и её конечная температура будет выше.

Свинец сильнее нагреется при повышении температуры на 10 °C. Для 1 кг свинца такое повышение требует примерно Q = cmΔt ≈ 130 · 1 · 10 = 1300 Дж, что значительно больше 10 Дж.

3 уровень.

Лучина тонкая, поэтому её масса мала и для достижения температуры воспламенения требуется меньше теплоты. Полено гораздо массивнее; тепло от спички распределяется по большему объёму и отводится в окружающие части древесины, поэтому одной спички недостаточно, чтобы зажечь его целиком.

При ударах механическая работа превращается во внутреннюю энергию. Если куски стали и свинца получают одинаковое количество теплоты и имеют одинаковые массы, то по формуле Δt = Q/(cm) сильнее нагреется свинец: его удельная теплоёмкость меньше, чем у стали. Реальное количество теплоты от одинакового числа ударов может зависеть от условий ударов, но при равном полученном количестве теплоты вывод именно такой.