tämä kysymys esitettiin juuri valmistuneessa laboratoriossa. Vertaa tuloksia ja johtopäätöksiä alla esitettyihin faktoihin.
materiaalin lämpötilan nousu riippuu kahdesta ominaisuudesta: 1) materiaalin absorboiman energian määrästä (albedo) ja 2) siitä, kuinka paljon energiaa tarvitaan materiaalin lämmittämiseen (ominaislämpökapasiteetti).
yleensä maan pinnan lähellä olevien materiaalien, kuten hiekan, maaperän ja kallion, lämpötila riippuu siitä, kuinka hyvin ne pystyvät absorboimaan auringon lämpöä. Aurinko lämmittää materiaaleja säteilyllä. Osa auringon energiasta heijastuu ja osa absorboituu aineeseen. Pääsääntöisesti tummat materiaalit imevät enemmän säteilyenergiaa kuin vaaleat materiaalit. Jos jokin on hyvin heijastava, sanomme, että sillä on korkea ”albedo”. Täysin mustan materiaalin albedo on 0 (ei heijastusta). Täysin valkoisen materiaalin albedo on 1,0 (kokonaisheijastus). Jos asetat mustan kiven ja valkoisen kiven samaan auringonvaloon, musta kivi muuttuu kuumemmaksi kuin valkoinen kivi. Tämän vuoksi ihmiset kuumassa aurinkoisessa ilmastossa pukeutuvat yleensä valkoisiin vaatteisiin. Joidenkin materiaalien albedo:
– jää & tuore lumi: 0,9 erittäin heijastava
– pilvet: 0,5-0,9 erittäin heijastava
– hiekka: 0,35
– maa (keskiarvo): 0.31
– nurmet: 0.18 – 0.25
– Metsä: 0,07 – 0,18 matala heijastuma
– vesi: 0,06 – 0,1 matala heijastuma
maapallon napajäätiköiden ”albedo-vaikutus” vaikuttaa maapallon ilmastoon. Lumi ja jää heijastavat auringon lämpöä. Ilmaston lämpeneminen sulattaa napajäätä, jolloin lämpöä heijastuu vähemmän, mikä johtaa lämpenemisen lisääntymiseen.
ominaislämpökapasiteetti on mitta siitä, kuinka paljon energiaa tarvitaan materiaalin lämpötilan nostamiseen tietyllä määrällä. Joidenkin materiaalien arvot jouleina grammassa (J/g) Kelvinastetta kohti ovat:
– vesi: 4,19 erää lämmitykseen
– jää: 2,01
– Kivi (keskiarvo): 2.00
– märkä hiekka (20% vettä): 1.50
– märkä maa: 1,48
– kuiva hiekka: 0,84
– kasvimaa: 0,83
– lumi: 0,78
– ilma: 0,70 vaatii hyvin vähän energiaa lämmittämiseen, täyttää monien materiaalien hiukkasten välit.
veden lämmittäminen kestää noin neljä kertaa kauemmin kuin maan, minkä ansiosta valtameremme auttavat pitämään lämpötilat maltillisina ympäri maailmaa.
toinen huomioon otettava seikka on se, että puut ja kasvillisuus sekä lumikerros viilentävät ilmaa ja maanpintaa antamalla varjoa auringon säteilyltä ja lehdistä haihtuvan veden viilentävän vaikutuksen kautta.
So – vastaus kysymykseen: tummaksi värjätty kuiva paljas maa imee itseensä enemmän energiaa kuin vaaleaksi värjätty kuiva hiekka. Maaperässä on kuitenkin yleensä enemmän vettä kuin hiekkaa, jolloin sen lämmittämiseen tarvitaan enemmän energiaa. Tämä voidaan kokea rannan tuntumassa, jossa kuiva hiekka on usein paljon kuumempaa kuin lähellä oleva maaperä. Maaperä, jossa on kasvillisuutta tai märkää maata, on todennäköisesti vielä viileämpää.
mikä materiaali kuumensi nopeimmin ja nousi luokkatietojen kuumimmaksi? Osaatko selittää nämä tulokset?
kotiläksyt:
käyttämällä luokassa löytämääsi hypoteesia, menettelyä ja tuloksia Kirjoita loppupäätelmä laboratoriolle. Aloita keskustelemalla hypoteesi ja miksi tämä tulos näytti todennäköisesti esiintyä teidän kokeilu. Keskustelkaa sitten ryhmänne löytämistä tuloksista, ottaen huomioon sen, mitä nyt tiedätte, ovatko ne johdonmukaisia? Olivatko tuloksesi yhtäpitäviä edellä esitetyn kohdan kanssa? Jos ei, mitkä ovat joitakin mahdollisia syitä ristiriidat? Kerro lopuksi, mitä olet oppinut, miten koetta voitaisiin parantaa, jos tekisit sen uudelleen, ja muita tärkeitä seikkoja.