Ответьте на вопросы, страница 121 - гдз по физике 10 класс учебник Закирова, Аширов

Ответьте на вопросы

1. Почему туман, как правило, наблюдается ранним утром (рис. 130)?

2. Почему при понижении температуры воздуха в комнате начинает ощущаться сырость?

3. Почему после жаркого дня роса бывает более обильной?

Рис. 130. Утренний туман над озером Бурабай

1. Почему туман, как правило, наблюдается ранним утром (рис. 130)?

Туман — это скопление мельчайших капелек воды или кристалликов льда в приземном слое атмосферы. Его образование связано с процессом конденсации водяного пара, который всегда присутствует в воздухе. В течение дня, особенно теплого и солнечного, с поверхности земли и водоемов испаряется большое количество воды. В результате воздух насыщается водяным паром, то есть его абсолютная влажность увеличивается. Ночью земля и прилегающий к ней слой воздуха начинают остывать из-за теплового излучения в космос. Наиболее низкой температура воздуха становится под утро, перед восходом солнца, так как к этому моменту поверхность охлаждалась всю ночь, не получая тепла от Солнца. Холодный воздух не способен удерживать столько же водяного пара, сколько теплый. Когда температура воздуха опускается до определенного значения, называемого «точкой росы», воздух становится насыщенным (его относительная влажность достигает 100%). При дальнейшем охлаждении избыточный водяной пар начинает конденсироваться на мельчайших частицах пыли, соли и других аэрозолей, образуя крошечные капельки воды, которые висят в воздухе и формируют туман.

Ответ: Туман наблюдается ранним утром, потому что в это время температура приземного слоя воздуха достигает своего суточного минимума. Из-за сильного охлаждения содержащийся в воздухе водяной пар, накопившийся за день, конденсируется, образуя капельки воды, которые мы видим как туман.

2. Почему при понижении температуры воздуха в комнате начинает ощущаться сырость?

Ощущение сырости напрямую связано с относительной влажностью воздуха. Относительная влажность — это отношение количества водяного пара, фактически содержащегося в воздухе, к максимальному количеству пара, которое воздух мог бы содержать при данной температуре. Она выражается формулой: $ \phi = \frac{\rho}{\rho_{нас}} \cdot 100\% $, где $ \rho $ — абсолютная влажность (фактическая плотность водяного пара), а $ \rho_{нас} $ — плотность насыщенного водяного пара при текущей температуре. Когда температура воздуха в комнате понижается, количество водяного пара в ней (абсолютная влажность $ \rho $) остается практически неизменным (если комната закрыта). Однако способность воздуха удерживать влагу резко падает, то есть уменьшается значение плотности насыщенного пара $ \rho_{нас} $. В результате этого, согласно формуле, относительная влажность $ \phi $ увеличивается. При высокой относительной влажности испарение влаги (пота) с кожи человека замедляется, что и создает физиологическое ощущение сырости, липкости и прохлады. Если температура опустится до точки росы, избыточная влага начнет конденсироваться на самых холодных поверхностях (например, на стеклах окон), что сделает сырость уже не просто ощущением, а видимым явлением.

Ответ: При понижении температуры воздуха его относительная влажность увеличивается, так как холодный воздух может удержать меньше водяного пара, чем теплый. Высокая относительная влажность замедляет испарение влаги с кожи, что и воспринимается как ощущение сырости.

3. Почему после жаркого дня роса бывает более обильной?

Роса — это капельки воды, образующиеся на поверхности земли, травы и других предметов в результате конденсации на них водяного пара из воздуха. Процесс образования росы схож с образованием тумана, но конденсация происходит непосредственно на охлажденных поверхностях, а не в объеме воздуха. В жаркий день под действием высокой температуры происходит интенсивное испарение влаги с почвы, растений и водоемов. Это приводит к тому, что к вечеру в воздухе накапливается большое количество водяного пара, то есть повышается его абсолютная влажность. Ночью земля и предметы на ней (трава, листья) быстро остывают, излучая тепло в атмосферу. Их температура часто становится ниже температуры окружающего воздуха. Когда температура поверхности опускается ниже «точки росы» для данного влажного воздуха, содержащийся в нем пар начинает конденсироваться на этих холодных поверхностях, образуя капли росы. Чем больше водяного пара содержалось в воздухе изначально (что как раз характерно для жаркого дня), тем большее его количество может сконденсироваться при ночном охлаждении. Поэтому после жаркого дня роса получается более обильной, чем после прохладного, когда в воздухе было меньше влаги.

Ответ: После жаркого дня в воздухе содержится большое количество водяного пара из-за интенсивного испарения в течение дня. Ночью, когда поверхности остывают, этот избыточный пар конденсируется на них, образуя обильную росу.