Global EE

Внутренняя… — Задание Физика 8 Класс №00049290

Задание №11. Задания из Сборников и Задачников

Внутренняя Энергия и Теплопередача

№2. Задание без номера

ID: 00049290

Какие участки земной поверхности нагреваются в солнечную погоду сильнее: вспаханное поле или зелёный луг; сухая или увлажнённая почва? Почему?

Источник: Сборник дидактических материалов Пёрышкина

Решение

Солнце светит на всех одинаково, поэтому важно, сколько энергии поверхность поглотит и на что её потратит. Сравним пары по очереди.

Вспаханное поле и луг. Распаханная земля тёмная и поглощает много света. Трава светлее, а главное, в её листьях идёт испарение воды. На превращение воды в пар нужна энергия, и эта часть не идёт на нагрев поверхности. Поэтому пашня нагревается сильнее.

Сухая и влажная почва. Во влажной почве опять идёт испарение. Посчитаем, какой это расход. Удельная теплота парообразования воды $2{,}3\ \dfrac{\text{МДж}}{\text{кг}}$, значит, на один грамм нужно:

$$Q=2{,}3\cdot10^{6}\cdot0{,}001=2300\ \text{Дж}.$$

Этой энергии хватило бы, чтобы нагреть килограмм песка (удельная теплоёмкость $920\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot{}^\circ\text{С}}$) на:

$$\Delta t=\dfrac{2300}{920\cdot1}=2{,}5\ ^\circ\text{С}.$$

Всего один грамм воды, а расход заметный. Кроме того, у самой воды теплоёмкость больше, чем у сухого грунта: $4200$ против $920$, поэтому мокрая почва греется медленнее. Значит, сильнее нагревается сухая.

Все эти значения взяты из таблицы. Сверим с жизнью: летом на мокром песке у воды можно идти босиком, а сухой песок чуть выше по пляжу обжигает ноги.

Ответ

Сильнее нагреваются вспаханное поле и сухая почва. Пашня темнее и лучше поглощает излучение, а луг часть энергии тратит на испарение воды листьями. Во влажной почве энергия идёт на испарение и на нагрев воды с большой теплоёмкостью.
Другие задания по теме «Внутренняя Энергия и Теплопередача» (8)