Questa domanda è stata presentata nel laboratorio che abbiamo appena completato. Confronta i tuoi risultati e le tue conclusioni con i fatti presentati di seguito.
L’aumento della temperatura di un materiale dipende da due proprietà: (1) la quantità di energia assorbita dal materiale (albedo) e (2) quanta energia è necessaria per riscaldare il materiale (capacità termica specifica).
Normalmente la temperatura dei materiali vicino alla superficie terrestre, come sabbia, suolo e roccia, dipende da quanto bene possono assorbire il calore dal sole. Il sole riscalda i materiali per radiazione. Parte dell’energia del sole viene riflessa e parte viene assorbita dal materiale. Come regola generale, i materiali di colore scuro assorbono più energia irradiata rispetto ai materiali di colore chiaro. Se qualcosa è molto riflessivo diciamo che ha un’alta “albedo”. Un materiale perfettamente nero ha un’albedo di 0 (nessuna riflessione). Un materiale perfettamente bianco ha un’albedo di 1.0 (riflessione totale). Se metti una pietra nera e una pietra bianca alla stessa luce del sole, la pietra nera diventerà più calda della pietra bianca. Questo è il motivo per cui le persone in climi caldi e soleggiati di solito indossano abiti bianchi. L’albedo di alcuni materiali:
– Ice & Neve Fresca: 0.9 ALTAMENTE RIFLETTENTI
– le Nuvole: 0.5 – 0.9 ALTAMENTE RIFLETTENTI
– Sabbia: 0.35
– Terra (in media): 0.31
– Pascoli: 0.18 – 0.25
– Foresta: 0.07 – 0.18 BASSA RIFLESSIONE
– Acqua: 0.06 – 0.1 BASSA RIFLESSIONE
Il “effetto albedo” della Terra calotte polari influenzare il clima globale. Neve e ghiaccio riflettono il calore del sole. Il riscaldamento globale sta sciogliendo il ghiaccio polare, il che significa che si riflette meno calore, portando ad un aumento del riscaldamento.
La capacità termica specifica è una misura di quanta energia è necessaria per aumentare la temperatura di un materiale di una certa quantità. I valori di alcuni materiali, in Joule per grammo (J/g) per grado Kelvin sono:
– Acqua: 4.19 un SACCO DI ENERGIA PER il riscaldamento
– Ice: 2.01
– Rock (media): 2.00
– Sabbia Bagnata (20% di acqua): 1.50
– Terreno Bagnato: 1.48
– Sabbia Asciutta: 0.84
– Vegetate Terra: 0.83
– Neve: 0.78
– Aria: 0.70 RICHIEDE POCA ENERGIA PER il riscaldamento, riempie gli spazi tra le particelle di molti materiali.
L’acqua richiede circa quattro volte più tempo per essere riscaldata rispetto alla terra, il che è il modo in cui i nostri oceani aiutano a mantenere temperature moderate in tutto il mondo.
Un altro fattore da considerare è che gli alberi e la vegetazione, così come il manto nevoso raffreddano l’aria e il terreno sottostante fornendo ombra dalle radiazioni del sole e attraverso l’effetto di raffreddamento dell’acqua che evapora dalle foglie.
Quindi-per rispondere alla domanda: il terreno nudo e asciutto di colore scuro assorbirà più energia della sabbia secca di colore chiaro. Tuttavia, il terreno di solito contiene più acqua della sabbia, nel qual caso richiederà più energia per riscaldare. Questo può essere vissuto intorno a una spiaggia, dove la sabbia secca è spesso molto più calda del terreno vicino. È probabile che il terreno con vegetazione o terreno umido sia ancora più fresco.
Quale materiale riscaldato il più veloce ed è diventato il più caldo nei tuoi dati di classe? Può spiegare questi risultati?
Compiti a casa:
Utilizzando l’ipotesi, la procedura e i risultati che hai trovato in classe scrivi una conclusione per il laboratorio. Inizia discutendo la tua ipotesi e perché quel risultato sembrava probabile che si verificasse nel tuo esperimento. Poi discutere i risultati che il vostro gruppo ha trovato, dato quello che sai ora sono coerenti? I tuoi risultati sono d’accordo con il passaggio presentato sopra? In caso contrario, quali sono alcune possibili ragioni per le discrepanze? Termina affermando ciò che hai imparato, come l’esperimento potrebbe essere migliorato se dovessi farlo di nuovo e qualsiasi altro punto importante.