Докажите, что вода плохо проводит тепло.

Вода действительно плохо проводит тепло по сравнению с металлами. Это можно доказать опытом и объяснить законом теплопроводности.

Возьмём пробирку с водой, поместим на её дно кусочек льда и прижмём его грузиком, чтобы он не всплывал. Затем будем нагревать верхнюю часть воды. Через некоторое время вода сверху может даже закипеть, а лёд на дне ещё не растает.

Это означает, что тепло от верхнего слоя к нижнему передаётся очень медленно. В данном опыте почти нет конвекции: нагревают воду сверху, а тёплая вода имеет меньшую плотность и остаётся наверху. Поэтому тепло может попасть ко льду главным образом только за счёт теплопроводности. Если бы вода хорошо проводила тепло, лёд быстро растаял бы.

Количественно это выражается коэффициентом теплопроводности. У воды он примерно равен

Для сравнения, у меди

Следовательно, медь проводит тепло примерно в несколько сотен раз лучше воды. Поэтому металлическая ложка, опущенная одним концом в горячий чай, быстро нагревается по всей длине, а через слой воды тепло распространяется значительно медленнее.

По закону теплопроводности количество тепла, проходящее через слой вещества, тем меньше, чем меньше его коэффициент теплопроводности:

Так как у воды $\lambda$ невелико, за одинаковое время через одинаковый слой воды пройдёт намного меньше тепла, чем через слой металла.

Важно не путать теплопроводность с конвекцией. Вода может переносить тепло достаточно эффективно, когда перемешивается: тёплые слои поднимаются, холодные опускаются. Но сама по себе, без движения воды, она проводит тепло плохо.