tato otázka byla představena v laboratoři, kterou jsme právě dokončili. Porovnejte své výsledky a závěry s níže uvedenými skutečnostmi.
zvýšení teploty materiálu závisí na dvou vlastnostech: (1) množství energie absorbované materiálem (albedo) a (2) Kolik energie je zapotřebí k ohřevu materiálu (měrná tepelná kapacita).
obvykle teplota materiálů v blízkosti zemského povrchu, jako je písek, půda a hornina, závisí na tom, jak dobře mohou absorbovat teplo ze slunce. Slunce ohřívá materiály zářením. Část sluneční energie se odráží a část je absorbována materiálem. Obecně platí, že tmavě zbarvené materiály absorbují více vyzařované energie než světle zbarvené materiály. Pokud je něco velmi reflexní, říkáme, že má vysoké „albedo“. Dokonale černý materiál má albedo 0 (Bez odrazu). Dokonale bílý materiál má albedo 1,0 (celkový odraz). Pokud umístíte Černý kámen a bílý kámen na stejné sluneční světlo, Černý kámen se zahřeje než bílý kámen. To je důvod, proč lidé v horkém slunném podnebí obvykle nosí bílé oblečení. Albedo některých materiálů:
– LED & čerstvý sníh: 0.9 vysoce reflexní
– mraky: 0.5-0.9 vysoce reflexní
– Písek: 0.35
– země (průměr): 0.31
– travní porosty: 0.18 – 0.25
– Les: 0,07-0,18 nízký odraz
– voda: 0,06-0,1 nízký odraz
„albedo efekt“ polárních ledových čepic Země ovlivňuje globální klima. Sníh a LED odrážejí sluneční teplo. Globální oteplování taví Polární led, což znamená, že se odráží méně tepla, což vede ke zvýšenému oteplování.
měrná tepelná kapacita je měřítkem toho, kolik energie je zapotřebí ke zvýšení teploty materiálu o určité množství. Hodnoty pro některé materiály, v joulech na gram (J/g) na stupeň Kelvin jsou:
– voda: 4.19 spousta energie na teplo
– LED: 2.01
– Rock (průměr): 2.00
– mokrý písek (20% vody): 1.50
– mokrá půda: 1,48
– suchý písek: 0,84
– Vegetovaná půda: 0,83
– sníh: 0,78
– vzduch: 0,70 vyžaduje velmi málo energie k ohřevu, vyplňuje mezery mezi částicemi mnoha materiálů.
ohřev vody trvá asi čtyřikrát déle než půda, což je způsob, jakým naše oceány pomáhají udržovat mírné teploty po celém světě.
dalším faktorem, který je třeba zvážit, je to, že stromy a vegetace, stejně jako sněhová pokrývka ochlazují vzduch a zem pod ním tím, že poskytují stín před slunečním zářením a chladicím účinkem vody odpařující se z listů.
takže-odpovědět na otázku: tmavě zbarvená suchá holá půda absorbuje více energie než světle zbarvený suchý písek. Půda však obvykle obsahuje více vody než písek, v takovém případě bude vyžadovat více energie k ohřevu. To lze zažít kolem pláže, kde je suchý písek často mnohem teplejší než nedaleká půda. Půda s vegetací nebo vlhkou půdou bude pravděpodobně stále chladnější.
jaký materiál se zahříval nejrychleji a stal se nejžhavějším ve vašich třídách? Můžete vysvětlit tyto výsledky?
domácí úkol:
pomocí hypotézy, postupu a výsledků, které jste našli ve třídě, napište závěr pro laboratoř. Začněte tím, že diskutujete o své hypotéze a proč se zdálo, že tento výsledek ve vašem experimentu pravděpodobně nastane. Poté diskutujte o výsledcích, které vaše skupina našla, vzhledem k tomu, co nyní víte, jsou konzistentní? Souhlasily vaše výsledky s výše uvedenou pasáží? Pokud ne, jaké jsou některé možné důvody nesrovnalostí? Dokončete tím, že uvedete, co jste se naučili, jak by se experiment mohl zlepšit, kdybyste to udělali znovu, a další důležité body.