deze vraag werd gesteld in het laboratorium dat we zojuist hebben voltooid. Vergelijk uw resultaten en conclusies met de onderstaande feiten.
de temperatuurstijging van een materiaal hangt af van twee eigenschappen: (1) de hoeveelheid energie die door het materiaal wordt geabsorbeerd (albedo) en (2) de hoeveelheid energie die nodig is om het materiaal op te warmen (specifieke warmtecapaciteit).
normaal hangt de temperatuur van materialen in de buurt van het aardoppervlak, zoals zand, grond en gesteente, af van hoe goed ze warmte van de zon kunnen absorberen. De zon verwarmt materialen door straling. Een deel van de energie van de zon wordt gereflecteerd en een deel wordt geabsorbeerd door het materiaal. Als algemene regel absorberen donkergekleurde materialen meer uitgestraalde energie dan lichtgekleurde materialen. Als iets erg reflecterend is zeggen we dat het een hoge “albedo”heeft. Een perfect zwart materiaal heeft een albedo van 0 (geen reflectie). Een perfect wit materiaal heeft een albedo van 1,0 (totale reflectie). Als je een zwarte steen en een witte steen in hetzelfde zonlicht plaatst, wordt de zwarte steen heter dan de witte steen. Dit is de reden waarom mensen in warme zonnige klimaten meestal witte kleding dragen. Het albedo van sommige materialen:
– ijs & verse sneeuw: 0,9 zeer reflecterend
– wolken: 0,5-0,9 zeer reflecterend
– zand: 0,35
– de aarde (gemiddeld): 0.31
– grasland: 0.18 – 0.25
– bos: 0,07 – 0,18 lage reflectie
– Water: 0,06 – 0,1 lage reflectie
het “albedo-effect” van de poolkappen van de aarde beïnvloedt het mondiale klimaat. Sneeuw en ijs reflecteren de hitte van de zon. De opwarming van de aarde smelt het poolijs, wat betekent dat er minder warmte wordt gereflecteerd, wat leidt tot een verhoogde opwarming.
specifieke warmtecapaciteit is een maat voor de hoeveelheid energie die nodig is om de temperatuur van een materiaal met een bepaalde hoeveelheid te verhogen. Waarden voor sommige materialen, in Joule per gram (J/g) per graad Kelvin zijn:
– Water: 4.19 VEEL ENERGIE OM WARMTE
– Ijs: 2.01
– Rock (gemiddelde): 2.00
– Nat Zand (20% water): 1.50
– Natte Bodem: 1.48
– Droog Zand: 0.84
– Binnendijkse Gronden: 0.83
– Sneeuw: 0.78
– Lucht: 0.70 VERGT ZEER WEINIG ENERGIE OM WARMTE, vult de ruimtes tussen de deeltjes van vele materialen.
het verwarmen van Water duurt ongeveer vier keer langer dan het verwarmen van land, waardoor onze oceanen bijdragen aan het handhaven van gematigde temperaturen over de hele wereld.
een andere factor die in aanmerking moet worden genomen, is dat bomen en vegetatie, alsmede sneeuwbedekking de lucht en de grond eronder koelen door schaduw te verschaffen door de zonnestraling en door het verkoelende effect van water dat uit bladeren verdampt.
om de vraag te beantwoorden: donkergekleurde droge kale grond zal meer energie absorberen dan lichtgekleurd droog zand. Echter, de bodem bevat meestal meer water dan zand, in welk geval zal het meer energie nodig om te verwarmen. Dit is te ervaren rond een strand, waar het droge zand vaak veel warmer is dan de nabijgelegen grond. Bodem met vegetatie of natte grond is waarschijnlijk nog koeler.
welk materiaal verwarmde het snelst en werd het heetst in uw klassegegevens? Kunt u deze resultaten verklaren?
huiswerk:
aan de hand van de hypothese, de procedure en de resultaten die u vond in de klas Schrijf een conclusie voor het lab. Begin met het bespreken van uw hypothese en waarom dat resultaat leek waarschijnlijk voor te komen in uw experiment. Bespreek dan de resultaten die uw groep vond, gezien wat je nu weet zijn ze consistent? Waren uw resultaten het eens met de bovenstaande passage? Zo niet, wat zijn dan de mogelijke redenen voor de verschillen? Eindig door te vermelden wat je hebt geleerd, hoe het experiment kan worden verbeterd als je het opnieuw zou doen, en andere belangrijke punten.