Содержание
теплопроводность, конвекция, излучение – FIZI4KA
ОГЭ 2018 по физике ›
1. Существуют три вида теплопередачи: теплопроводность, конвекция и излучение.
Теплопроводность можно наблюдать на следующем опыте. Если к металлическому стержню с помощью воска прикрепить несколько гвоздиков (рис. 68), закрепить один конец стержня в штативе, а другой нагревать на спиртовке, то через некоторое время гвоздики начнут отпадать от стержня: сначала отпадет тот гвоздик, который ближе к спиртовке, затем следующий и т.д.
Это происходит потому, что при повышении температуры воск начинает плавиться. Поскольку гвоздики отпадали не одновременно, а постепенно, можно сделать вывод, что температура стержня повышалась постепенно. Следовательно, постепенно увеличивалась и внутренняя энергия стержня, она передавалась от одного его конца к другому.
2. Передачу энергии при теплопроводности можно объяснить с точки зрения внутреннего строения вещества. Молекулы ближнего к спиртовке конца стержня получают от неё энергию, их энергия увеличивается, они начинают более интенсивно колебаться и передают часть своей энергии соседним частицам, заставляя их колебаться быстрее. Те, в свою очередь передают энергию своим соседям, и процесс передачи энергии распространяется по всему стержню. Увеличение кинетической энергии частиц приводит к повышению температуры стержня.
Важно, что при теплопроводности не происходит перемещения вещества, от одного тела к другому или от одной части тела к другой передается энергия.
Процесс передачи энергии от одного тела к другому или от одной части тела к другой благодаря тепловому движению частиц называется теплопроводностью.
3. Разные вещества обладают разной теплопроводностью. Если на дно пробирки, наполненной водой, положить кусочек льда и верхний её конец поместить над пламенем спиртовки, то через некоторое время вода в верхней части пробирки закипит, а лёд при этом не растает.
Следовательно, вода, так же как и все жидкости, обладает плохой теплопроводностью.
Ещё более плохой теплопроводностью обладают газы. Возьмём пробирку, в которой нет ничего, кроме воздуха, и расположим её над пламенем спиртовки. Палец, помещённый в пробирку, не почувствует тепла. Следовательно, воздух и другие газы обладает плохой теплопроводностью.
Хорошими проводниками теплоты являются металлы, самыми плохими — сильно разреженные газы. Это объясняется особенностями их строения. Молекулы газов находятся друг от друга на расстояниях, больших, чем молекулы твёрдых тел, и значительно реже сталкиваются. Поэтому и передача энергии от одних молекул к другим в газах происходит не столь интенсивно, как в твёрдых телах. Теплопроводность жидкости занимает промежуточное положение между теплопроводностью газов и твёрдых тел.
4. Как известно, газы и жидкости плохо проводят теплоту. В то же время от батарей парового отопления нагревается воздух. Это происходит благодаря такому виду теплопроводности, как конвекция.
Если на дно колбы с водой аккуратно через трубочку опустить кристаллик марганцево-кислого калия и нагревать колбу снизу так, чтобы пламя касалось её в том месте, где лежит кристаллик, то можно увидеть, как со дна колбы будут подниматься окрашенные струйки воды. Достигнув верхних слоёв воды, эти струйки начнут опускаться.
Объясняется это явление так. Нижний слой воды нагревается от пламени спиртовки. Нагреваясь, вода расширяется, её объём увеличивается, а плотность соответственно уменьшается. На этот слой воды действует архимедова сила, которая выталкивает нагретый слой жидкости вверх. Его место занимает опустившийся вниз холодный слой воды, который, в свою очередь, нагреваясь, перемещается вверх и т.д. Следовательно, энергия в данном случае переносится поднимающимися потоками жидкости (рис. 69).
Подобным образом осуществляется теплопередача и в газах. Если вертушку, сделанную из бумаги, поместить над источником тепла (рис. 70), то вертушка начнёт вращаться. Это происходит потому, что нагретые менее плотные слои воздуха под действием выталкивающей силы поднимаются вверх, а более холодные движутся вниз и занимают их место, что и приводит к вращению вертушки.
Теплопередача, которая осуществляется в этом опыте и в опыте, изображенном на рисунках 69, 70, называется конвекцией.
Конвекция — вид теплопередачи, при котором энергия передаётся слоями жидкости или газа.
Конвекция связана с переносом вещества, поэтому она может осуществляться только в жидкостях и газах; в твёрдых телах конвекция не происходит.
5. Третий вид теплопередачи — излучение. Если поднести руку к спирали электроплитки, включённой в сеть, к горящей электрической лампочке, к нагретому утюгу, к батарее отопления и т.п., то можно явно ощутить тепло.
Если закрепить металлическую коробочку (теплоприёмник), одна сторона которой блестящая, а другая чёрная, в штативе, соединить коробочку с манометром, а затем налить в сосуд, у которого одна поверхность белая, а другая чёрная, кипяток, то, повернув сосуд к чёрной стороне теплоприёмника сначала белой стороной, а затем чёрной, можно заметить, что уровень жидкости в колене манометра, соединённом с теплоприёмником, понизится.
При этом он сильнее понизится, когда сосуд обращён к теплоприёмнику чёрной стороной (рис. 71).
Понижение уровня жидкости в манометре происходит потому, что воздух в теплоприёмнике расширяется, это возможно при нагревании воздуха. Следовательно, воздух получает от сосуда с горячей водой энергию, нагревается и расширяется. Поскольку воздух обладает плохой теплопроводностью и конвекция в данном случае не происходит, т.к. плитка и теплоприёмник располагаются на одном уровне, то остаётся признать, что сосуд с горячей водой излучает энергию.
Опыт также показывает, что чёрная поверхность сосуда излучает больше энергии, чем белая. Об этом свидетельствует разный уровень жидкости в колене манометра, соединённом с теплоприёмником.
Чёрная поверхность не только излучает больше энергии, но и больше поглощает. Это можно также доказать экспериментально, если поднести включённую в сеть электроплитку сначала к блестящей стороне тенлоприёмника, а затем к чёрной. Во втором случае жидкость в колене манометра, соединённом с теплоприёмником, опустится ниже, чем в первом.
Таким образом, чёрные тела хорошо поглощают и излучают энергию, а белые или блестящие плохо испускают и плохо поглощают её. Они хорошо энергию отражают. Поэтому понятно, почему летом носят светлую одежду, почему дома на юге предпочитают красить в белый цвет.
Путём излучения энергия передаётся от Солнца к Земле. Поскольку пространство между Солнцем и Землёй представляет собой вакуум (высота атмосферы Земли много меньше расстояния от неё до Солнца), то энергия не может передаваться ни путём конвекции, ни путём теплопроводности. Таким образом, для передачи энергии путём излучения не требуется наличия какой-либо среды, эта теплопередача может осуществляться и в вакууме.
Содержание
- ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ
- Часть 1
- Ответы
ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ
Часть 1
1. В твёрдых телах теплопередача может осуществляться путём
1) конвекции
2) излучения и конвекции
3) теплопроводности
4) конвекции и теплопроводности
2.
Теплопередача путём конвекции может происходить
1) только в газах
2) только в жидкостях
3) только в газах и жидкостях
4) в газах, жидкостях и твёрдых телах
3. Каким способом можно осуществить теплопередачу между телами, разделёнными безвоздушным пространством?
1) только с помощью теплопроводности
2) только с помощью конвекции
3) только с помощью излучения
4) всеми тремя способами
4. Благодаря каким видам теплопередачи в ясный летний день нагревается вода в водоёмах?
1) только теплопроводность
2) только конвекция
3) излучение и теплопроводность
4) конвекция и теплопроводность
5. Какой вид теплопередачи не сопровождается переносом вещества?
1) только теплопроводность
2) только конвекция
3) только излучение
4) только теплопроводность и излучение
6. Какой(-ие) из видов теплопередачи сопровождается(-ются) переносом вещества?
1) только теплопроводность
2) конвекция и теплопроводность
3) излучение и теплопроводность
4) только конвекция
7.
В таблице приведены значения коэффициента, который характеризует скорость процесса теплопроводности вещества, для некоторых строительных материалов.
В условиях холодной зимы наименьшего дополнительного утепления при равной толщине стен требует дом из
1) газобетона
2) железобетона
3) силикатного кирпича
4) дерева
8. Стоящие на столе металлическую и пластмассовую кружки одинаковой вместимости одновременно заполнили горячей водой одинаковой температуры. В какой кружке быстрее остынет вода?
1) в металлической
2) в пластмассовой
3) одновременно
4) скорость остывания воды зависит от её температуры
9. Открытый сосуд заполнен водой. На каком рисунке правильно изображено направление конвекционных потоков при приведённой схеме нагревания?
10. Воду равной массы нагрели до одинаковой температуры и налили в две кастрюли, которые закрыли крышками и поставили в холодное место.
Кастрюли совершенно одинаковы, кроме цвета внешней поверхности: одна из них чёрная, другая блестящая. Что произойдёт с температурой воды в кастрюлях через некоторое время, пока вода не остыла окончательно?
1) Температура воды не изменится ни в той, ни в другой кастрюле.
2) Температура воды понизится и в той, и в другой кастрюле на одно и то же число градусов.
3) Температура воды в блестящей кастрюле станет ниже, чем в чёрной.
4) Температура воды в чёрной кастрюле станет ниже, чем в блестящей.
11. Учитель провёл следующий опыт. Раскалённая плитка (1) размещалась напротив полой цилиндрической закрытой коробки (2), соединённой резиновой трубкой с коленом U-образного манометра (3). Первоначально жидкость в коленах находилась на одном уровне. Через некоторое время уровни жидкости в манометре изменились (см. рисунок).
Выберите из предложенного перечня два утверждения, которые соответствуют результатам проведённых экспериментальных наблюдений.
Укажите их номера.
1) Передача энергии от плитки к коробке осуществлялась преимущественно за счёт излучения.
2) Передача энергии от плитки к коробке осуществлялась преимущественно за счёт конвекции.
3) В процессе передачи энергии давление воздуха в коробке увеличивалось.
4) Поверхности чёрного матового цвета по сравнению со светлыми блестящими поверхностями лучше поглощают энергию.
5) Разность уровней жидкости в коленах манометра зависит от температуры плитки.
12. Из перечня приведённых ниже высказываний выберите два правильных и запишите их номера в таблицу.
1) Внутреннюю энергию тела можно изменить только в процессе теплопередачи.
2) Внутренняя энергия тела равна сумме кинетической энергии движения молекул тела и потенциальной энергии их взаимодействия.
3) В процессе теплопроводности осуществляется передача энергии от одних частей тела к другим.
4) Нагревание воздуха в комнате от батарей парового отопления происходит, главным образом, благодаря излучению.
5) Стекло обладает лучшей теплопроводностью, чем металл.
Ответы
Количество теплоты. Удельная теплоёмкость →
← Внутренняя энергия. Работа и теплопередача как способы изменения внутренней энергии
Почему в горах холодно (они ведь ближе к солнцу)? — Спрашивалка
_Д
_ Димон _
Почему в горах холодно (они ведь ближе к солнцу)?
солнце
гора
1059
150
0
Ответы
ТК
Тамара Колтышева
Сам по себе воздух обладает очень низкой теплопроводностью, то есть плохо проводит тепло. Поэтому солнечные лучи, проходя через него, не успевают его нагреть. А нагревается воздух на Земле вовсе не от солнечного излучения, а от того, что земная поверхность и водная оболочка Земли поглощают тепло солнечных лучей и затем его излучают.
Это тепловое излучение и нагревает воздух.
Тепловое излучение, идущее от Земли, способно прогреть воздух примерно до высоты 15 километров. Чем дальше от поверхности земли, тем температура воздуха ниже. Это происходит, во-первых, потому, что нагретый у земли воздух при удалении от нее быстро охлаждается, а во-вторых, потому, что в верхних слоях атмосферы воздух более разрежен, чем у земли. Чем ниже плотность воздуха, тем меньше передается тепла.
0
ГБ
Галинка Буданова
Следуя повседневной логике, чем выше от земли, тем температура воздуха должна быть теплее: ведь, с одной стороны, чем выше — тем ближе к Солнцу, а с другой — теплый воздух от земли поднимается вверх.На самом деле температуру воздуха в горах определяют совсем другие факторы. Сам по себе воздух обладает очень низкой теплопроводностью, то есть плохо проводит тепло.
Поэтому солнечные лучи, проходя через него, не успевают его нагреть. А нагревается воздух на Земле вовсе не от солнечного излучения, а от того, что земная поверхность и водная оболочка Земли поглощают тепло солнечных лучей и затем его излучают. Это тепловое излучение и нагревает воздух.
0
Ol
Olesya
Солнце поставляет на Землю вовсе не тепло, а солнечное излучение, которое, поглощаясь землей и водой, превращается в тепловую энергию. Это тепло способно разогреть атмосферу лишь на 15 километров вверх, однако воздух не слишком хорошо проводит тепло, поэтому, чем дальше вверх — тем холоднее. Каждые 1 тысячу метров подъема становится холоднее примерно на 6 градусов
0
М*
Мария ***
разряженный воздух.
. но не значит что все так просто.. бывает и очень жарко, то той же самой причине.. Очень не рекомендуется долго находиться под лучами солнца.. скажем так, начиная с 2000 м.. Бывают ситуации.. с одной стороны камня от зноя изнываешь, в тени камня вода в кружке замерзает
0
АХ
Анна Хлыновская
Сам по себе воздух обладает очень низкой теплопроводностью, то есть плохо проводит тепло. Поэтому солнечные лучи, проходя через него, не успевают его нагреть.
0
ВМ
Вера Майкович
Там воздух разрежен и гораздо слабее проводит тепло. А вот ультрафиолетовое излучение там сильнее. В горах быстрее загораешь чем даже на море.
0
Да
Дашуля
потому что солнце передает свою энергию Земле не в виде тепла, а в виде излучения, большая часть этого излучения поглощается землей и водой.
0
*А
*** Алиса ***
мне кажется воздух нагревается очень плохо. А вот земля или вода быстро нагревается сама и… отдает тепло вверх, воздуху
0
Асажж Вентресс
зимой в горах теплее ,по крайней мере, так я слышала, не хочу на такие вопросы отвечать ,потому что тошнит от физики
0
Александр Канцур
потому что ближе к атмосферному слою, а ниже тепло потому что солнцем земля прогревается
0
СН
Светлана Немкова
от земли идет тело,и это тепло согревает воздух.
..чем выше от земли тем холоднее…
0
Eve : )
по твоей логике на высоте где летает самолет должен быть ташкент, там же -50
0
Tolord
Потому что они находятся на большой высоте относительно уровня моря С:
0
ЮТ
Юрий Таушанков
Всё зависит от угла падения лучей, а впрочем это школьная программа… .
0
Gi
Gi
так чем выше, тем холоднее, тепло в земле накапливается и идёт вверх
0
________
солнечный свет сначала проникает в землю,а потом поднимается вверх
0
РГ
Рузана Гороховская
мне так не показалось — каталась на лыжах в купальнике.
.. не замерзла
0
Наталья Ярышева
чем выше тем холоднее, в космосе знаешь как холодно? бррр
0
Т:
Танюшка 🙂
с высотой темпиратура понижается это законы природы
0
Оксана Сущевская
Солнце скрывается за ними,становится резко холодно.
0
ИП
Ирина Петлинская
в высотой температура снижается… география 6 класс
0
Олег Щукин
спутник еще ближе, но там еще холоднее
1
ИП
Ирина Петлинская
прочитай тему атмосфера.
.. и поймёшь.. как изменяется температура с высотой..
1
Олег Щукин
воздух там сильно разреженный, нагревается очень плохо.солнечные лучи на поверхность горных склонов всегда падают не отвесно, как на земную поверхность, а под углом. А кроме того, горам мешают прогреваться плотные снеговые шапки, которыми они покрыты, — белый снег попросту отражает солнечные лучи.
1
Владимир Геков
Наверное потому , что там высоко воздух разрежен…
0
АI
Александr Illryolli
А почему в космосе ещё холоднее?)) Он же ещё ближе))
0
ИТ
Ирина Ткаченко
потому что там снег лежит, а от него и холодно))))
0
АГ
Алексей Грищуков
Ни настолько они и близки,чтоб там было жарко!!!
0
Следующая страница
Другие вопросы
Как выглядеть взрослее? Мне почти 20 выгляжу как 15-летняя.
Почему как только Путин стал президентом,то все простые граждане РФ стали жить хреново ?
Какой товар надлежащего качества можно вернуть в магазин в России?
сколько длительность суток у этих планет
помогите пожалуйста опредилить шасси телевизара
Почему подростковый возраст считается трудно доступным?
подскажите, сколько стоит, приблизительно, постоить дом 150 кв м, два этажа, простой, из керамзитобетона,
почему нельзя сидеть за углом стола?
Путин слабый политик? Ну что хорошего он сделал для России за все годы своего нахождения у власти?
А вот если поедешь по обмену например в амереку что им можно делать там например выгнать из дом или они не имеют права.
как сделать общественный комплемент
Будут ли этим летом так же модны как и в прошлом году топы и юбки7
Помогите пожалуйста… а то не поняла
Кому принадлежит Россия ?
Является ли первое из двух приведенных ниже суждений дос-таточным основанием для второго
как тепло распространяется в пространстве, если это вакуум?
CC BY-ND
Любопытные дети — это сериал от The Conversation, который дает детям всех возрастов возможность получить ответы на свои вопросы о мире от экспертов.
Приветствуются любые вопросы: вы или взрослый можете присылать их вместе с вашим именем, возрастом и городом, в котором вы живете, на адрес [email protected]. Мы не сможем ответить на все вопросы, но постараемся.
Как тепло распространяется в пространстве, если пространство представляет собой вакуум? – Катерина, десять лет, Норвич, Великобритания.
Какой замечательный вопрос!
Во-первых, чтобы понять, что такое тепло, вам нужно знать, что все, что вы можете потрогать или увидеть, состоит из крошечных строительных блоков, называемых атомами. Атомы настолько малы, что вы даже не можете их увидеть (разве что с помощью очень специального оборудования), и тем не менее они составляют всю материю во Вселенной.
Если что-то горячее, это означает, что его атомы имеют много энергии и подпрыгивают. Если что-то холодное, его атомы имеют гораздо меньше энергии и остаются неподвижными.
Это правда, что космос — это вакуум, а это значит, что там не так уж много материи.
Однако космос не является идеальным вакуумом. Даже если мы проигнорируем такие крупные вещи, как звезды, планеты и кометы, космос не будет полностью пустым.
На самом деле Солнце постоянно выбрасывает материю, известную как солнечный ветер, в нашу Солнечную систему. Это часть того, что вызывает красивое световое представление, которое мы называем полярным сиянием.
Прочитайте больше:
Любознательные дети: что вызывает северное сияние?
Но солнечный ветер не очень плотный — в нем гораздо, гораздо меньше атомов, чем, например, в воздухе. Это означает, что он не может нести в себе много тепла, и поэтому он не может объяснить, как тепло от солнца достигает Земли.
Существует три способа передачи тепла: теплопроводность, конвекция и излучение. Давайте подумаем о каждом из них по очереди, чтобы выяснить, какой из них позволяет теплу перемещаться в пространстве.
Проводимость
Проводимость — это то, что ученые называют передачей тепла через прикосновение.
Если вы прикасаетесь к чему-то теплому, тепло переходит от него к вам. Если вы прикоснетесь к чему-то холодному, от вас к нему перейдет тепло.
Некоторые материалы, например металлы, являются хорошими проводниками. Другие материалы, такие как стекло, являются плохими проводниками и называются изоляторами.
Нагрев также может проводиться более чем в один этап. Например, если вы держите металлическую ложку в кружке с горячим чаем, тепло будет передаваться от чая к ложке, а затем от ложки к вашей руке.
От чая к вам.
Rawpixel/Unsplash., FAL
Но мы не касаемся солнца (и это тоже хорошо — температура его поверхности более 5000°C!), а космос — это вакуум, поэтому нет ничего, что могло бы действовать как ложка и проводить тепло. Таким образом, мы можем исключить проводимость.
Конвекция
Конвекция — это передача тепла потоком жидкости. И жидкости, и газы могут передавать тепло. Атомы будут течь из горячих областей в более холодные, унося с собой свое тепло и энергию.
Если вы когда-нибудь были в ванне, которая начала остывать, а затем открыли кран с горячей водой, вы почувствуете, как горячая вода из крана проникает дальше в ванну.
Затем горячие атомы будут сталкиваться с более холодными атомами, делясь своим теплом посредством теплопроводности, пока ванна не станет однородной.
Но поскольку космос представляет собой вакуум, в нем нет жидкостей или газов, которые могли бы отводить тепло от Солнца на всю дорогу до Земли. Таким образом, мы можем исключить конвекцию.
Излучение
Горячие материальные тела, такие как солнце, и даже наши собственные человеческие тела выделяют тепло. Когда атомы материи движутся и вибрируют, они испускают или «излучают» электромагнитную энергию — это называется «тепловым излучением».
Электромагнитная энергия бывает разных типов, или спектра, некоторые из которых мы можем видеть: они составляют радугу «видимого света». Существуют и другие типы, которые мы не можем видеть, такие как инфракрасная энергия, которую излучают наши горячие тела, и микроволновая энергия, которую мы используем для приготовления пищи.
Тепловизионная камера позволяет «видеть» тепло, улавливая тепловое излучение.
Шаттерсток.
В отличие от теплопроводности и конвекции, излучению не нужна материя для переноса тепла. Энергия излучается солнцем через космический вакуум со скоростью света. Когда эта энергия достигает Земли, часть ее передается газам в нашей атмосфере.
Часть его проходит и нагревает атомы на поверхности земли. Некоторые даже будут поглощены вашей кожей.
Земля поглощает энергию солнечного излучения, что также приводит к выделению тепла. Часть этого тепла передается – например, когда летом горячий песок на пляже обжигает ноги. Часть из них переносится ветром и океанскими течениями, а часть излучается обратно в атмосферу или даже в космическое пространство.
Другие статьи Curious Kids, написанные академическими экспертами:
-
Что заставляет падающую звезду падать? — Кейтлин, семь лет, Аделаида, Австралия.
-
Что вызывает северное сияние? – Фион, 6,75 лет, Пембрукшир, Великобритания.
-
Как производится вода? – Клара, восемь лет, Канберра, Австралия
Теплопередача на Земле Рона Куртуса
SfC Home > Physics > Thermal Energy >
Рон Куртус
Передача тепла на поверхность Земли из горячего ядра Земли за счет теплопроводности и излучения Солнца.
Атмосфера нагревается за счет поглощения части электромагнитного излучения Солнца и контакта с теплой поверхностью земли и воды. Теплая земля и вода также излучают инфракрасное излучение, часть которого поглощается атмосферой, увеличивая ее тепловую энергию.
Оставшееся тепло на поверхности выбрасывается в космос в виде инфракрасного излучения.
Возможные вопросы:
- Как нагревается поверхность Земли?
- Как нагревается атмосфера?
- Как тепло уходит в космос?
Этот урок ответит на эти вопросы.
Полезный инструмент: Преобразование единиц измерения
Нагрев поверхности Земли
Поверхностью Земли можно считать как поверхность суши, так и поверхность океанов и озер.
Тепло ядра
Ядро Земли очень горячее. Тепловая энергия этого ядра передается на поверхность Земли и нижние уровни океанов за счет теплопроводности. Вода в озерах и океанах передает тепло на поверхность путем конвекции.
Эффект отвода тепла от активной зоны на самом деле незначителен, как это видно в зимние месяцы.
Солнечное тепло
Электромагнитное излучение Солнца поглощается почвой и водоемами, нагревая их. Это особенно верно, когда угол солнечного света почти перпендикулярен земле, как в летние месяцы.
Зимой солнечное излучение падает под углом и не так быстро поглощается. Кроме того, дни короче и часто пасмурны, поэтому на землю падает меньше солнечного света. Еще один фактор заключается в том, что когда на земле лежит снег, большая часть солнечного света отражается обратно в космос.
Нагрев атмосферы
Атмосфера нагревается электромагнитным излучением Солнца, проводимостью от контакта с теплой землей и водой, конвекцией для выравнивания температуры и поглощением инфракрасного излучения теплой земли и воды.
Солнечное излучение
Большая часть электромагнитного излучения, исходящего от Солнца, проходит прямо через атмосферу, потому что длина волны видимого света не поглощается воздухом. Инфракрасная часть солнечного света поглощается, нагревая воздух. Затем конвекция распространяется и выравнивает тепло.
Контакт с землей и водой
Молекулы воздуха, которые вступают в контакт с более теплой землей и поверхностью океанов и озер, увеличивают свою тепловую энергию за счет теплопроводности. Затем эти молекулы нагревают другие молекулы воздуха за счет конвекции. Зимой земля и вода холодные, поэтому воздух охлаждается.
Поглощение инфракрасного излучения
Когда земля и вода нагреваются, материалы излучают длинноволновое инфракрасное излучение, которое легко поглощается атмосферой.
Это происходит даже в ночное время. Затем конвекция в воздухе распространяет тепловую энергию по всей атмосфере. Конечно, земля и вода зимой холодные и поэтому не излучают инфракрасное излучение для обогрева воздуха.
Радиационный нагрев атмосферы
Тепловые потери и равновесие
Теплые поверхности земли и воды излучают инфракрасную энергию. Большая его часть проходит через атмосферу и теряется в космическом пространстве. Часть этой энергии поглощается атмосферой, нагревая ее. При нормальных условиях количество тепловой энергии, нагревающей Землю и ее атмосферу за счет тепла ядра и радиации Солнца, равно количеству теряемой в космос в виде инфракрасного излучения.
Таким образом, средняя температура Земли остается относительно постоянной, и существует равновесие между поступающим теплом и теплоотдачей.
Избыток пыли означает меньше тепла
Одна из проблем, которая может возникнуть, — это избыток пыли в атмосфере, блокирующий солнечный свет.
Это произошло в 1883 году, когда произошло сильное извержение вулкана Кракатау в Индонезии, выбросившего в воздух тонны пепла. Пепел блокировал большую часть солнечного света, так как он распространялся по всей атмосфере. Средние глобальные температуры упали на 1,2° по Цельсию. Температуры не возвращались к норме до 1888 г.
Избыток газов вызывает глобальное потепление
В настоящее время наблюдается увеличение содержания в атмосфере газов, поглощающих инфракрасное излучение, таких как двуокись углерода ( CO 2 ) и метан ( CH 4 ). Энергия, которая обычно уходит в космос, поглощается этими молекулами, нагревая атмосферу и распространяясь конвекционными потоками. Средняя температура атмосферы увеличилась на 0,25 °C с 1980 года, в основном за счет увеличения содержания в атмосфере газов, поглощающих инфракрасное излучение.
(См. Инфракрасное излучение, газы и парниковый эффект для получения информации по этому вопросу.
) Резюме
Тепло от ядра Земли и излучение Солнца передаются на поверхность Земли за счет теплопроводности. Контакт атмосферы с этими теплыми поверхностями передает тепловую энергию, которая затем нагревает остальной воздух за счет конвекции.
Атмосфера также немного нагревается за счет поглощения электромагнитного излучения Солнца. Теплая земля и вода излучают инфракрасное излучение, часть которого поглощается атмосферой, увеличивая ее тепловую энергию. Оставшееся тепло на поверхности отправляется в космос в виде инфракрасного излучения.
Понимание науки удивительна
Ресурсы и ссылки
Рон Куртус. Условия
Веб -сайты
Physics Resources
Книги
(Уведомление: Уведомление: . )
Книги с самым высоким рейтингом по физике
Поделиться этой страницей
Нажмите кнопку, чтобы добавить эту страницу в закладки или поделиться ею через Twitter, Facebook, электронную почту или другие службы:
Студенты и исследователи
Веб-адрес этой страницы:
www.
Добавить комментарий