Номер 2.15, страница 10 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Тепловые явления. 2. Виды теплопередачи - номер 2.15, страница 10.

Условие.

2.15. Почему слой снега защищает растения от холода намного лучше, чем корка льда?

Решение.

Слой снега защищает растения от холода намного лучше, чем корка льда, из-за их принципиально разной структуры и, как следствие, разной теплопроводности.

1. Структура снега. Снег представляет собой рыхлую массу, состоящую из ледяных кристаллов (снежинок). Между этими кристаллами содержится большое количество воздуха. Воздух является очень плохим проводником тепла. Запертый в порах снежного покрова, он практически не перемещается, что исключает перенос тепла конвекцией. Таким образом, снежный покров работает как эффективный теплоизолятор, подобно шубе или одеялу, сохраняя тепло, идущее от земли, и защищая корни растений от промерзания.

2. Структура льда. Лед, в отличие от снега, является сплошным твердым телом с плотной кристаллической структурой. В такой структуре молекулы воды расположены близко друг к другу, что обеспечивает эффективную передачу тепловой энергии от одной молекулы к другой. Поэтому лед проводит тепло значительно лучше, чем снег.

Коэффициент теплопроводности льда ($\lambda_{льда} \approx 2,2 \, \text{Вт/(м·К)}$) примерно в 10 раз выше, чем у рыхлого снега ($\lambda_{снега} \approx 0,15 \, \text{Вт/(м·К)}$). Это означает, что ледяная корка отводит тепло от почвы в холодную атмосферу гораздо интенсивнее, чем слой снега такой же толщины.

Ответ: Снег является хорошим теплоизолятором, так как содержит между своими кристаллами много воздуха, который обладает очень низкой теплопроводностью. Лед — сплошное вещество и значительно лучший проводник тепла. Поэтому слой снега эффективно удерживает тепло земли, защищая растения, в то время как ледяная корка, наоборот, способствует их быстрому охлаждению.