to pytanie zostało przedstawione w laboratorium, które właśnie ukończyliśmy. Porównaj swoje wyniki i wnioski z przedstawionymi poniżej faktami.
wzrost temperatury materiału zależy od dwóch właściwości: (1) ilości energii pochłoniętej przez materiał (albedo) i (2) Ile energii jest potrzebne do podgrzania materiału (pojemność cieplna właściwa).
Zwykle temperatura materiałów w pobliżu powierzchni Ziemi, takich jak piasek, gleba i skały, zależy od tego, jak dobrze mogą one absorbować ciepło ze słońca. Słońce ogrzewa materiały promieniowaniem. Część energii słońca jest odbijana, a część pochłaniana przez materiał. Z reguły ciemne materiały pochłaniają więcej energii promieniowania niż jasne materiały. Jeśli coś jest bardzo refleksyjne, mówimy, że ma wysokie „albedo”. Idealnie Czarny materiał ma albedo 0 (brak odbicia). Idealnie biały materiał ma albedo 1,0 (całkowite odbicie). Jeśli umieścisz czarny kamień i biały kamień w tym samym świetle słonecznym, czarny kamień będzie gorętszy niż biały kamień. To dlatego ludzie w gorącym, słonecznym klimacie zwykle noszą białe ubrania. Albedo niektórych materiałów:
– lód & świeży Śnieg: 0,9 silnie odbijający światło
– chmury: 0,5-0,9 silnie odbijający światło
– piasek: 0,35
– Ziemia (średnia): 0.31
– użytki zielone: 0.18 – 0.25
– Las: 0,07-0,18 niskie odbicie
– woda: 0,06-0,1 niskie odbicie
„efekt albedo” polarnych czap lodowych ziemi wpływa na globalny klimat. Śnieg i lód odbijają ciepło słońca. Globalne ocieplenie topi lód polarny, co oznacza, że mniej ciepła jest odbijane, co prowadzi do wzrostu ocieplenia.
pojemność cieplna właściwa jest miarą ilości energii potrzebnej do podniesienia temperatury materiału o określoną ilość. Wartości dla niektórych materiałów, w dżulach na gram (J/g) na stopień Kelvina wynoszą:
– woda: 4,19 dużo energii do ogrzania
– lód: 2,01
– Skała (średnia): 2.00
– mokry piasek (20% wody): 1.50
– wilgotna gleba: 1,48
– suchy piasek: 0,84
– Ziemia roślinna: 0,83
– śnieg: 0,78
– powietrze: 0,70 wymaga bardzo mało energii do ogrzewania, wypełnia przestrzenie między cząstkami wielu materiałów.
podgrzewanie wody trwa około cztery razy dłużej niż na lądzie, dlatego nasze oceany pomagają utrzymać umiarkowane temperatury na całym świecie.
kolejnym czynnikiem, który należy wziąć pod uwagę, jest to, że drzewa i roślinność, a także pokrywa śnieżna chłodzą powietrze i ziemię, zapewniając cień przed promieniowaniem słońca i poprzez efekt chłodzenia wody parującej z liści.
tak więc-aby odpowiedzieć na pytanie: ciemna, sucha, Naga gleba pochłonie więcej energii niż jasny, suchy piasek. Jednak gleba zwykle zawiera więcej wody niż piasku, w takim przypadku będzie wymagać więcej energii do ogrzania. Można tego doświadczyć wokół plaży, gdzie suchy piasek jest często znacznie gorętszy niż pobliska gleba. Gleba z roślinnością lub wilgotną glebą może być jeszcze chłodniejsza.
jaki materiał ogrzewał się najszybciej i stał się najgorętszy w twojej klasie? Możesz wyjaśnić te wyniki?
praca domowa:
korzystając z hipotezy, procedury i wyników, które znalazłeś w klasie, napisz wniosek do laboratorium. Zacznij od omówienia hipotezy i dlaczego ten wynik wydawał się prawdopodobnie wystąpić w eksperymencie. Następnie przedyskutuj wyniki, które znalazła twoja grupa, biorąc pod uwagę, co teraz wiesz, czy są one spójne? Czy Twoje wyniki zgadzają się z powyższym fragmentem? Jeśli nie, Jakie są możliwe przyczyny rozbieżności? Zakończ, stwierdzając, czego się nauczyłeś, jak eksperyment można poprawić, jeśli zrobisz to ponownie, i wszelkie inne ważne punkty.