Global EE

Внутренняя… — Задание Физика 8 Класс №00049299

Задание №11. Задания из Сборников и Задачников

Внутренняя Энергия и Теплопередача

№2. Задание без номера

ID: 00049299

Почему самая высокая температура не в полдень, а после полудня?

Источник: Сборник дидактических материалов Пёрышкина

Решение

Кажется логично: Солнце выше всего в полдень, значит, тогда и жарче всего. Но это ловушка: в полдень наибольшая скорость прихода энергии, а не её запас.

Земля получает энергию от Солнца и одновременно отдаёт её. Температура растёт, пока приход больше расхода. Падать она начинает тогда, когда расход стал больше прихода. Значит, максимум температуры там, где они сравнялись.

Вот иллюстрация на условных числах, в единицах энергии за час. Они ничего не доказывают и только показывают, как это устроено.

В 12 часов приход $10$, расход $6$: $10-6=4$, температура растёт.

В 14 часов приход $8$, расход $7$: $8-7=1$, температура ещё растёт.

В 16 часов приход $6$, расход $7$: $6-7=-1$, температура падает.

В полдень приход самый большой, но и после него он ещё больше расхода, так что температура продолжает расти. Похоже на ванну: кран закрывают всё сильнее, но пока вода идёт быстрее, чем уходит в слив, уровень растёт.

Важно и то, что воздух греется не прямо от лучей, а в основном от нагретой земли. На передачу энергии от почвы к воздуху тоже нужно время. Поэтому пик температуры воздуха приходит ещё чуть позже.

Проверим другим путём: то же запаздывание видно и за год. Солнце выше всего стоит 22 июня, а самые жаркие дни обычно приходят в июле, когда приток уже падает. И самый холодный час суток обычно не в полночь, а около рассвета.

Ответ

Температура растёт, пока земля получает от Солнца больше энергии, чем отдаёт. В полдень приход наибольший, но он всё ещё больше расхода, поэтому нагрев продолжается и после полудня, пока приход не сравняется с расходом.
Другие задания по теме «Внутренняя Энергия и Теплопередача» (8)