თუ ხის სკამზე ჯდებით, ხის სკამის ზედაპირი თბება. პირიქით, თუ პლასტმასის ან ლითონისგან დამზადებულ სკამზე ჯდებით, ლითონის ან პლასტმასის სკამის ზედაპირი მასზე ჯდომის შემდეგ არ იგრძნობა სითბო. რატომ არის ხის სკამის ზედაპირი თბილი, ხოლო ლითონის სკამის ზედაპირი - არა? რატომ შეიძლება ცივ იატაკზე ძილმა ლეიბის გარეშე ტკივილი გამოიწვიოს? ოდესმე გაცვიათ ცივი ქურთუკი? რატომ არის ცივი ქურთუკების უმეტესობა შალისგან დამზადებული? სითბოს გამტარობის თემასთან დაკავშირებით ჯერ კიდევ ბევრი რამ არის საფიქრალი და დასაფიქრებელი.
მოამზადეთ სანთელი და თხელი მავთულის ნაჭერი. დაიჭირეთ მავთულის ერთი ბოლო და მეორე ბოლო სანთლის ალს მიადეთ. დაელოდეთ რამდენიმე წამი, სანამ ხელი არ გაცხელდება. რატომ არის ხელი ცხელი? როდესაც მავთულის ერთი ბოლო სანთლის ალს ეხება, სითბო სანთლის ალიდან (მაღალი ტემპერატურა) მავთულის მეორე ბოლოში (დაბალი ტემპერატურა) გადადის. სითბოს გადაცემის ეს პროცესი იწვევს იმ მავთულის იმ ბოლოდან ტემპერატურის მატებას, რომელიც ცეცხლს ეხება. სანთლის ალთან შეხებული მავთულის ბოლოდან და მავთულის მეორე ბოლოდან სითბოს გადაადგილებას იწვევს იმ მავთულის ბოლოდან, რომელიც ცეცხლს ეხება, იმ მავთულის ბოლოში გადასვლას, რომელსაც თქვენი ხელი ეხება. სითბოს გადაცემის ეს პროცესი იწვევს იმ მავთულის იმ ბოლოდან ტემპერატურის მატებას, რომელსაც შეხებით ეხებით. შემდეგ სითბო თქვენს უფრო გრილ ხელზე გადადის. შედეგად, თქვენი ხელი ცხელია.
როდესაც მაღალი ტემპერატურის მქონე ობიექტის ნაწილი დაბალი ტემპერატურის მქონე ობიექტთან შედის კონტაქტში, სითბო მაღალი ტემპერატურის მქონე ობიექტიდან დაბალი ტემპერატურის მქონე ობიექტზე გადადის. დამატებითი ენერგია იწვევს ობიექტის შემადგენელი ატომებისა და მოლეკულების უფრო სწრაფად მოძრაობას. მოძრაობისას მოლეკულებს აქვთ კინეტიკური ენერგია (EK = ½ mv 2 ). უფრო სწრაფად მოძრავი მოლეკულები (უფრო დიდი კინეტიკური ენერგიით) ეჯახებიან მათ გვერდით მყოფ მოლეკულებს. ეს მოლეკულები შემდეგ ეჯახებიან მათ გვერდით მყოფ სხვა მოლეკულებს და ა.შ. ამგვარად, მოლეკულები ერთმანეთს ეჯახებიან და ენერგიას გადასცემენ. სითბოს გადაცემას, რომელიც ხდება ობიექტის შემადგენელ მოლეკულებს შორის შეჯახების შედეგად, სითბოს გადაცემა გამტარობით ეწოდება.
სითბოს გადაცემის ფორმულა გამტარობით
მარცხნივ მდებარე ობიექტს უფრო მაღალი ტემპერატურა აქვს (T1), ხოლო მარჯვნივ მდებარე ობიექტს უფრო დაბალი ტემპერატურა აქვს (T2ტემპერატურის სხვაობის გამო (T1 - თ2), სითბო მაღალი ტემპერატურის მქონე ობიექტიდან დაბალი ტემპერატურის მქონე ობიექტზე გადადის (სითბოს ნაკადის მიმართულება მარჯვნივაა). ობიექტს, რომელშიც სითბო გადის, აქვს განივი კვეთის ფართობი (A) და სიგრძე (l).
ექსპერიმენტის შედეგების მიხედვით, გარკვეული დროის ინტერვალში (Q/t) გადაცემული სითბო პირდაპირპროპორციულია ტემპერატურის სხვაობისა (T 1 – T 2 ), განივი კვეთის ფართობისა (A), ობიექტის ბუნებისა (k = თბოგამტარობა) და უკუპროპორციულია ობიექტის სიგრძისა. სითბოს გადაცემის სიჩქარის ფორმულა გამტარობით:
აღწერა: Q/t = სითბოს გადაცემის სიჩქარე, k = თბოგამტარობა, A = განივი კვეთის ფართობი, T1 = მაღალი ტემპერატურა, T2 = დაბალი ტემპერატურა, l = ობიექტის სიგრძე.
სითბოს გადაცემის გამოყენება გამტარობით
რატომ არის ფილები უფრო გრილი, ვიდრე ხალიჩა? ფილებს უფრო მეტი თბოგამტარობა აქვთ, ვიდრე ხალიჩებს. ამიტომ, ფილები სითბოს კარგი გამტარებია, ხოლო ხალიჩები - სითბოს ცუდი გამტარებია. როდესაც ხალიჩაზე ვაბიჯებთ, სითბო ჩვენი ფეხებიდან ხალიჩაზე გადადის. ეს იმიტომ ხდება, რომ ჩვენი სხეულის ტემპერატურა ხალიჩის ტემპერატურაზე მაღალია. ხალიჩები სითბოს ცუდი გამტარებია, ამიტომ ჩვენი ფეხებიდან გამომავალი სითბო ხალიჩის ზედაპირზე გროვდება, რაც ხალიჩას უფრო თბილს ხდის. როდესაც ფილებზე ან კერამიკაზე ვაბიჯებთ, სითბო ჩვენი ფეხებიდან ფილებზე ან კერამიკაზე გადადის. რადგან ფილები სითბოს კარგი გამტარებია, სითბო ფილების ზედაპირზე არ ინახება. სითბო შეუფერხებლად მიედინება, რაც ჩვენს ფეხებს ცივს ხდის. თუ თქვენი სახლი ცივ ადგილას მდებარეობს, საძინებლის იატაკი ხალიჩით უნდა დაფაროთ, რათა თქვენმა სხეულმა სითბო არ დაკარგოს. პირიქით, თუ თქვენი სახლი ცხელ ადგილას მდებარეობს, საძინებლის იატაკი ხალიჩით არ უნდა დაფაროთ, რადგან სიგრილეს კი არა, სიცხეს იგრძნობთ 😉
ლეიბის გარეშე იატაკზე ძილმა შეიძლება ავადმყოფობა გამოიწვიოს. რატომ? ეს იმიტომ ხდება, რომ თქვენი სხეულიდან იატაკზე დიდი რაოდენობით სითბო გადადის. სითბო მოძრაობაში მყოფი ენერგიაა. როდესაც თქვენი სხეული დიდ სითბოს კარგავს, მისი ენერგიის დონე მცირდება. თუ ენერგია გაკლიათ, შეიძლება დაავადდეთ!
რა ფუნქცია აქვთ ფანჯრებსა და კარებს? რატომ უნდა იყოს კარები და ფანჯრები ხისგან დამზადებული? ღამით, სახლის გარეთ ჰაერის ტემპერატურა უფრო დაბალია, ვიდრე სახლის შიგნით ჰაერის ტემპერატურა. ჰაერის ტემპერატურის ეს სხვაობა იწვევს სითბოს გადაადგილებას სახლის შიგნიდან გარეთ. ამიტომ, ღამით, როგორც წესი, კარებს ან ფანჯრებს ვხურავთ. დამნაშავეების თავიდან აცილების გარდა, ფანჯრების ან კარების ერთ-ერთი ფუნქცია სახლიდან სითბოს გამოდევნის თავიდან აცილებაა. როგორც წესი, კარები ან ფანჯრები ხისგან მზადდება. ხის თბოგამტარობა იმდენად დაბალია, რომ მას შეუძლია თბოიზოლატორის ფუნქცია შეასრულოს. ფანჯრების ან კარების კიდევ ერთი ფუნქციაა ჰაერის შეკავება. ფანჯრის ან კარის შიგნით ჩაკეტილი ჰაერი კარგ იზოლატორად მოქმედებს (ხელს უშლის სითბოს გამოსვლას). ჰაერის თბოგამტარობა ძალიან დაბალია. რაც უფრო დაბალია ობიექტის თბოგამტარობა, მით უფრო რთულია სითბოს გადაცემა ამ ობიექტში გამტარობით.
გარდა იმისა, რომ ჩვენ ცივილიზებულ და ნორმალურ ადამიანებს ვხდებით 🙂, ტანსაცმელი ასევე ხელს უწყობს სხეულის სტაბილური ტემპერატურის შენარჩუნებას. ჩვენს მიერ ჩაცმული ტანსაცმელი, როგორც წესი, ჰაერის ტემპერატურას შეესაბამება. როდესაც ჰაერის ტემპერატურა საკმაოდ დაბალია, ჩვენი ტანსაცმელი უფრო სქელია. საბნები ან სქელი ტანსაცმელი (ქურთუკები და ა.შ.) ხელს უშლის ჰაერის გლუვ მოძრაობას. ჰაერი კანსა და ქურთუკს ან საბანს შორისაა ჩარჩენილი. რადგან ჩვენს სხეულსა და ჩაკეტილ ჰაერს შორის ტემპერატურული სხვაობაა, სითბო სხეულიდან ჰაერში გადადის. სხეულიდან გამოყოფილი დამატებითი სითბო იწვევს ჩაკეტილი ჰაერის ტემპერატურის მატებას (ჰაერი უფრო თბილი ხდება). შეხედეთ ზემოთ მოცემულ თბოგამტარობის ცხრილს. ჰაერის თბოგამტარობის მნიშვნელობა ძალიან მცირეა. ამიტომ, სითბო სხეულიდან ვერ გამოვა. ჩვენი სხეულის ტემპერატურა სტაბილური რჩება. თუ ქურთუკს არ ჩავიცვამთ, როდესაც ჰაერი საკმაოდ ცივია, სითბო გამოვა ჩვენი სხეულიდან. რაც უფრო მეტი სითბო გამოვა სხეულიდან, მით უფრო მეტ ენერგიას კარგავს სხეული.
პრობლემების მაგალითი
1. 2011/2012 წლის ეროვნული გამოცდების კითხვა A81 No.10
ყურადღება მიაქციეთ შემდეგ განცხადებას!
(1) ლითონის გამტარობა
(2) ლითონის ბოლოებს შორის ტემპერატურის სხვაობა
(3) ლითონის სიგრძე
(4) ლითონის მასა
ფაქტორები, რომლებიც განსაზღვრავენ სითბოს გავრცელების სიჩქარეს ლითონში, არის...
ა. (1), (2) და (3)
ბ. (1) და (4)
გ. (2) და (4)
დ. (3) და (4)
მხოლოდ (4)
დისკუსია
სითბოს გადაცემის სიჩქარის ფორმულის მიხედვით, სითბოს გადაცემის სიჩქარის განმსაზღვრელი ფაქტორებია ლითონის გამტარობა (k), ლითონის ბოლოებს შორის ტემპერატურული სხვაობა (T) და ლითონის სიგრძე (l). ლითონის მასას არანაირი გავლენა არ აქვს.
სწორი პასუხია A.
