această întrebare a fost prezentată în laboratorul pe care tocmai l-am finalizat. Comparați rezultatele și concluziile dvs. cu faptele prezentate mai jos.
creșterea temperaturii unui material depinde de două proprietăți: (1) Cantitatea de energie absorbită de material (albedo) și (2) câtă energie este necesară pentru încălzirea materialului (capacitate specifică de căldură).
în mod normal, temperatura materialelor din apropierea suprafeței Pământului, cum ar fi nisipul, solul și roca, depinde de cât de bine pot absorbi căldura de la soare. Soarele încălzește materialele prin radiații. O parte din energia soarelui este reflectată și o parte este absorbită de material. Ca regulă generală, materialele de culoare închisă absorb mai multă energie radiată decât materialele de culoare deschisă. Dacă ceva este foarte reflectorizant, spunem că are un „albedo”ridicat. Un material Perfect negru are un albedo de 0 (fără reflecție). Un material perfect alb are un albedo de 1,0 (Reflexie totală). Dacă așezați o piatră neagră și o piatră albă în aceeași lumină solară, piatra neagră va deveni mai fierbinte decât piatra albă. Acesta este motivul pentru care oamenii din climatele însorite calde poartă de obicei haine albe. Albedo-ul unor materiale:
– gheață & zăpadă proaspătă: 0,9 foarte reflectorizant
– nori: 0,5 – 0,9 foarte reflectorizant
– nisip: 0,35
– Pământul (mediu): 0.31
– pășuni: 0.18 – 0.25
– pădure: 0,07 – 0,18 reflecție scăzută
– apă: 0,06-0,1 reflecție scăzută
„efectul albedo” al calotelor polare ale Pământului afectează climatul global. Zăpada și gheața reflectă căldura soarelui. Încălzirea globală topește gheața polară, ceea ce înseamnă că se reflectă mai puțină căldură, ceea ce duce la creșterea încălzirii.
capacitatea specifică de căldură este o măsură a cantității de energie necesară pentru a crește temperatura unui material cu o anumită cantitate. Valorile pentru unele materiale, în jouli pe gram (J/g) pe grad Kelvin sunt:
– apă: 4,19 multă energie pentru încălzire
– gheață: 2,01
– rocă (medie): 2.00
– nisip umed (20% apă): 1.50
– sol umed: 1.48
– nisip uscat: 0.84
– teren vegetat: 0.83
– zăpadă: 0.78
– aer: 0.70 necesită foarte puțină energie pentru a încălzi, umple spațiile dintre particulele multor materiale.
apa durează de aproximativ patru ori mai mult pentru a fi încălzită decât pământul, ceea ce este modul în care oceanele noastre ajută la menținerea temperaturilor moderate în întreaga lume.
un alt factor de luat în considerare este că copacii și vegetația, precum și acoperirea cu zăpadă răcesc aerul și solul de dedesubt, oferind umbră de radiația soarelui și prin efectul de răcire al evaporării apei din frunze.
deci – pentru a răspunde la întrebarea: solul gol uscat de culoare închisă va absorbi mai multă energie decât nisipul uscat de culoare deschisă. Cu toate acestea, solul conține de obicei mai multă apă decât nisipul, caz în care va necesita mai multă energie pentru încălzire. Acest lucru poate fi experimentat în jurul unei plaje, unde nisipul uscat este adesea mult mai fierbinte decât solul din apropiere. Solul cu vegetație sau sol umed este probabil să fie încă mai rece.
ce material s-a încălzit cel mai rapid și a devenit cel mai fierbinte din datele clasei tale? Puteți explica aceste rezultate?
teme pentru acasă:
folosind ipoteza, procedura și rezultatele pe care le-ați găsit în clasă scrieți o concluzie pentru laborator. Începeți prin a discuta ipoteza dvs. și de ce acest rezultat părea probabil să apară în experimentul dvs. Apoi discutați rezultatele pe care le-a găsit grupul dvs., având în vedere ceea ce știți acum, sunt consecvente? Rezultatele dvs. au fost de acord cu pasajul prezentat mai sus? Dacă nu, care sunt câteva motive posibile pentru discrepanțe? Finalizați afirmând ceea ce ați învățat, cum ar putea fi îmbunătățit experimentul dacă ar fi să o faceți din nou și orice alte puncte importante.