Номер 3.15, страница 16 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Тепловые явления. 3. Домашние экспериментальные задания - номер 3.15, страница 16.

Условие.

3.15. Подержите термометр в жаркий солнечный день вначале на солнце, а затем в тени. Использовать медицинский термометр нельзя! Сделайте вывод из опыта. В каком случае термометр показывал температуру воздуха?

Решение.

Сделайте вывод из опыта

Если подержать термометр сначала на солнце, а затем в тени, можно наблюдать, что на солнце он покажет более высокую температуру. Это происходит потому, что термометр измеряет температуру своего собственного чувствительного элемента (например, резервуара с жидкостью). Находясь под прямыми солнечными лучами, термометр не только обменивается теплом с окружающим воздухом, но и поглощает энергию солнечного излучения. Это дополнительное поглощение энергии приводит к его нагреву до температуры, которая превышает температуру воздуха. Таким образом, на солнце термометр измеряет не температуру воздуха, а свою собственную температуру, завышенную из-за нагрева солнечными лучами.

Вывод: показания термометра на солнце не отражают реальную температуру воздуха, так как прибор дополнительно нагревается за счет поглощения лучистой энергии Солнца.

В задаче отдельно указано, что нельзя использовать медицинский термометр. Это связано с двумя причинами:
1. Диапазон измерения медицинского термометра (обычно 35–42 °C) слишком узок. На солнце температура может легко превысить этот предел, что приведет к разрушению термометра.
2. Классический ртутный медицинский термометр является максимальным, то есть он фиксирует наивысшее значение температуры и не показывает её понижение без специального встряхивания. Это делает его непригодным для наблюдения за изменением температуры окружающей среды.

В каком случае термометр показывал температуру воздуха?

Термометр показывал температуру, наиболее близкую к истинной температуре воздуха, когда он находился в тени. В тени прибор защищен от прямого солнечного излучения, и его нагрев или охлаждение происходят в основном за счет теплообмена с окружающим воздухом. Когда термометр достигает теплового равновесия с воздухом, его показания соответствуют температуре этого воздуха. Именно по этому принципу работают метеорологические станции: для точного измерения температуры воздуха термометры размещают в специальных, защищенных от солнца и хорошо проветриваемых будках (психрометрических будках).

Ответ: Термометр, находящийся на солнце, показывает завышенную температуру из-за нагрева солнечными лучами. Истинную температуру воздуха термометр показывает, когда находится в тени.