Номер 1, страница 253, часть 1 - гдз по физике 10 класс учебник Кронгарт, Казахбаева

1. Если вечером образуется туман, ночью заморозков не будет. Почему?

1. Если вечером образуется туман, ночью заморозков не будет. Почему?

Это утверждение, являющееся старинной народной приметой, имеет под собой строгую физическую основу, связанную с процессами теплообмена в атмосфере.

Основная причина ночного охлаждения земной поверхности — это тепловое излучение. Ночью, в отсутствие солнечного света, земля и объекты на ней активно излучают тепло в виде длинноволновых инфракрасных лучей. Если небо ясное, это тепло практически беспрепятственно уходит в космическое пространство, что приводит к быстрому и значительному понижению температуры у поверхности.

Туман — это, по сути, облако, которое образовалось у самой поверхности земли. Он состоит из огромного количества мельчайших капелек воды или кристалликов льда, взвешенных в воздухе. Появление тумана кардинально меняет картину ночного охлаждения:

1. Эффект "одеяла". Слой тумана непрозрачен для теплового излучения. Он поглощает тепло, идущее от земли, не давая ему уйти в космос. В свою очередь, сами капельки воды в тумане тоже излучают тепло, но делают это во все стороны, в том числе и обратно к земле (это называется встречным излучением атмосферы). В результате чистая потеря тепла с поверхности резко сокращается, и процесс охлаждения сильно замедляется.

2. Выделение скрытой теплоты. Туман образуется в результате конденсации водяного пара — перехода воды из газообразного состояния в жидкое. Этот фазовый переход сопровождается выделением энергии, которую называют скрытой теплотой конденсации. Количество этой теплоты можно рассчитать по формуле $Q = L \cdot m$, где $\text{L}$ — удельная теплота парообразования, а $\text{m}$ — масса сконденсировавшейся воды. Эта выделяющаяся энергия дополнительно подогревает приземный слой воздуха, также препятствуя его резкому охлаждению.

Таким образом, из-за этих двух факторов (замедления теплопотерь и выделения теплоты при конденсации) температура воздуха при наличии тумана понижается очень медленно и, как правило, не достигает отметки 0°C. А заморозки — это и есть понижение температуры воздуха или поверхности почвы ниже нуля, поэтому их наступление становится маловероятным.

Ответ: Туман действует как "одеяло", которое задерживает уходящее от земли тепло, замедляя ночное охлаждение. Кроме того, сам процесс образования тумана (конденсация водяного пара) сопровождается выделением тепла, что дополнительно препятствует падению температуры до отрицательных значений. Поэтому при вечернем тумане ночью заморозков, как правило, не бывает.