Номер 8.5, страница 20 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Ханнанова

Тепловые явления - номер 8.5, страница 20.

Условие.

Задание 8.5. Почему, купаясь летом в открытых водоёмах, часто можно обнаружить, что вода у поверхности теплее, чем на глубине? Ответ поясните.

Решение.

Решение

Явление, при котором вода у поверхности открытого водоёма летом теплее, чем на глубине, объясняется сочетанием нескольких физических факторов.

Нагрев солнечным излучением. Основной источник тепла для водоёма — это солнце. Солнечные лучи, проникая в воду, поглощаются ею, но основная часть их энергии поглощается в самых верхних слоях. В результате именно поверхностный слой воды нагревается наиболее интенсивно.

Зависимость плотности воды от температуры. Плотность воды меняется с температурой. При нагревании выше +4°C вода расширяется, и её плотность уменьшается. Следовательно, нагретая солнцем вода на поверхности становится легче (менее плотной), чем холодная вода на глубине.

Термическая стратификация и конвекция. Из-за разницы в плотности возникает устойчивое расслоение воды (стратификация): менее плотная тёплая вода остаётся на поверхности, а более плотная холодная — внизу. Это препятствует естественному перемешиванию воды (конвекции), так как для этого процесса необходимо, чтобы более тёплые и лёгкие слои поднимались снизу вверх, а здесь они уже находятся наверху.

Низкая теплопроводность воды. Вода является плохим проводником тепла. Это означает, что передача тепла от прогретого верхнего слоя к холодным нижним слоям путём прямого контакта молекул (теплопроводности) происходит очень медленно.

Таким образом, из-за интенсивного нагрева солнцем верхнего слоя и слабого теплообмена с нижними слоями, вода у поверхности оказывается значительно теплее.

Ответ: Вода у поверхности теплее, чем на глубине, потому что солнечные лучи нагревают преимущественно верхний слой воды. Эта нагретая вода становится менее плотной и остаётся на поверхности, не смешиваясь с более холодной и плотной водой на глубине. Передаче тепла вглубь препятствует низкая теплопроводность воды и отсутствие естественной конвекции.