13.  Rozdielna tepelná vodivosť rôznych látok

Pomôcky :

Kovový kríž s tromi rôznymi ramenami, liehový  kahan , sviečka, zápalky, oceľové guličky,

Realizácia:

Prístroj na demonštráciu rozdielnej tepelnej vodivosti pozostáva z troch kovových tyčí. Najdlhšia tyč je oceľová. Ďalšie dve tyče, ktoré majú asi polovičnú dĺžku oceľovej tyče, sú z medi a hliníka. Jedným koncom sú v strede oceľovej tyče pevne pripojené malými skrutkami, a to tak, že zariadenie má tvar kríža. Na tri ramená z rôznych kovov kvapneme v rovnakej vzdialenosti od miesta spojenia parafín z horiacej sviečky a hneď do neho vložíme oceľovú guličku. Po stuhnutí parafínu uchytíme kovový kríž do stojana za voľné oceľové rameno tak, aby uchytené guličky boli na strane kríža otočenej k zemi. V mieste spojenia ramien začneme kríža zohrievať plameňom kahana alebo sviečky. Guličky po čase postupne v rôznych okamihoch odpadávajú.

Fyzikálna interpretácia:

Rozdielne kovy majú rôznu tepelnú vodivosť. Fyzikálne ju predstavujú rôzne hodnoty súčiniteľov tepelnej vodivosti l. Množstvo tepla, ktoré sa dostáva vedením z ohrievaného miesta k miestu uchytenia guličky závisí priamo úmerne od súčiniteľa tepelnej vodivosti. Teplo, potrebné na roztavenie parafínu, sa dostáva v rôznych kovoch do miesta uchytenia guličiek po rôznom čase od začiatku ohrievania. Preto guličky odpadávajú z kovového kríža v rôznych okamihoch.

Realizačná poznámka:

Pre dva kovy môžeme rôznu tepelnú vodivosť predviesť nasledovným pokusom. Použijeme dve rovnako dlhé tyče z rôznych kovov, na jednom konci spolu zvarené, prípadne inak pevne spojené. Na každú tyč prichytíme v rovnakých vzdialenostiach od seba niekoľko guličiek a v mieste spojenia tyče zahrievame. Na postupnom odpadávaní guličiek, ktoré prebieha na jednej tyči pomalšie, než na druhej, opäť pozorujeme rôznu tepelnú vodivosť kovov.

Oceľové guličky uchytené vo vosku môžeme nahradiť zápalkami uloženými na ich miesto hlavičkami na kov. Postupné rozháranie zápaliek označuje tepelné vodivosti použitých materiálov.

Metodická poznámka:

Pred realizáciou nechajme žiakov odhadnúť na základe skúseností zo života výsledok experimentu. Po jeho realizácii skontrolujme výsledok s tabuľkovými hodnotami koeficientov tepelnej vodivosti použitých kovov.

Otázky :

1.    Ako si vysvetľujete fyzikálnu príčinu rôznej tepelnej vodivosti rôznych materiálov ?