Номер 9, страница 7 - гдз по физике 8 класс дидактические материалы Марон, Марон

Тренировочные задания. Тепловые явления. ТЗ-З. Виды теплопередачи - номер 9, страница 7.

Условие.

9. Почему в пустынях очень большая суточная амплитуда температуры?

Решение.

Большая суточная амплитуда температуры в пустынях (разница между максимальной дневной и минимальной ночной температурой) является следствием сочетания нескольких ключевых физических и географических факторов.

1. Низкая облачность и влажность воздуха

Основная причина — это сухой, прозрачный воздух и практически постоянное отсутствие облаков. Водяной пар, содержащийся в воздухе, и облака действуют как "парниковое одеяло" для планеты. Днём они отражают часть солнечных лучей, не давая поверхности Земли сильно перегреваться. Ночью они задерживают тепловое (инфракрасное) излучение, которое испускает нагретая за день поверхность, тем самым замедляя её остывание. В пустынях этого "одеяла" почти нет. Поэтому днём солнечная энергия беспрепятственно достигает поверхности и раскаляет её, а ночью накопленное тепло так же беспрепятственно и очень быстро излучается в космос, что приводит к резкому и сильному похолоданию.

2. Свойства подстилающей поверхности

Песок и камни, составляющие поверхность пустыни, имеют низкую удельную теплоёмкость. Это означает, что для их нагрева требуется сравнительно мало энергии. Количество теплоты $\text{Q}$, необходимое для нагрева тела массой $\text{m}$ с удельной теплоёмкостью $\text{c}$ на температуру $\Delta T$, описывается формулой $Q = mc\Delta T$. Следовательно, при одинаковом количестве полученной солнечной энергии поверхность с меньшей теплоёмкостью $\text{c}$ испытает большее изменение температуры $\Delta T$. Поэтому песок днём очень быстро нагревается до высоких температур. По той же причине он и очень быстро остывает ночью, отдавая накопленное тепло. Кроме того, песок является плохим проводником тепла, поэтому прогревается лишь тонкий верхний слой, который затем так же быстро и остывает.

3. Отсутствие растительности

Растительный покров также смягчает температурные колебания. Во-первых, он создаёт тень, уменьшая прямой нагрев почвы. Во-вторых, в процессе транспирации (испарения воды) растения поглощают большое количество тепла из окружающей среды, охлаждая её. В пустынях растительности практически нет, и этот механизм терморегуляции отсутствует.

Сочетание этих факторов приводит к тому, что суточные перепады температуры в пустынях могут достигать 30–40 °C и более.

Ответ: Большая суточная амплитуда температуры в пустынях обусловлена, в первую очередь, отсутствием "парникового одеяла" в виде облаков и водяного пара в атмосфере. Это приводит к сильному нагреву поверхности днём и её быстрому радиационному охлаждению ночью. Эффект усиливается низкой удельной теплоёмкостью песка и отсутствием растительности, которая могла бы сглаживать температурные колебания.