Номер 12, страница 16 - гдз по физике 8 класс дидактические материалы Марон, Марон

Тренировочные задания. Тепловые явления. ТЗ-7. Плавление и отвердевание - номер 12, страница 16.

Условие.

12. Какое значение в природе имеет большая удельная теплота плавления льда?

Решение.

Удельная теплота плавления вещества – это количество теплоты, которое необходимо передать одному килограмму этого вещества, находящегося в кристаллическом состоянии при температуре плавления, чтобы полностью перевести его в жидкое состояние. Для льда это значение аномально высокое и составляет $ \lambda \approx 3,3 \cdot 10^5 \text{ Дж/кг} $. Это означает, что для того, чтобы растопить 1 кг льда, уже нагретого до 0 °C, требуется такое же количество энергии, как для нагрева 1 кг воды примерно на 80 °C. Это свойство воды в твердом состоянии имеет огромное значение для климата и жизни на Земле.

Основная роль большой удельной теплоты плавления льда в природе — это стабилизация температуры и смягчение сезонных климатических изменений.

1. Замедление весеннего потепления и таяния снегов. Весной, когда температура воздуха поднимается выше 0 °C, снег и лед начинают таять. Однако из-за высокой теплоты плавления этот процесс требует поглощения огромного количества энергии из окружающей среды. В результате таяние происходит не мгновенно, а постепенно, растягиваясь на недели. Это предотвращает резкий подъем температуры воздуха, защищает почву и растения от перепадов температур и, что очень важно, предотвращает катастрофические наводнения, которые могли бы возникнуть при быстром таянии больших масс снега и льда.

2. Замедление осеннего похолодания и замерзания водоемов. Осенью, когда температура опускается ниже 0 °C, вода в реках, озерах и морях начинает замерзать. Процесс кристаллизации (превращения воды в лед) сопровождается выделением большого количества теплоты в окружающую среду ( $ Q = \lambda m $ ). Это выделяющееся тепло замедляет остывание воды и воздуха над ней. Крупные водоемы, замерзая, долгое время "подогревают" прибрежные районы, делая климат там более мягким, а переход к зиме — более плавным.

3. Сохранение жизни в водоемах. Благодаря медленному замерзанию и выделению тепла, водоемы не промерзают до дна (кроме самых мелких). Образующийся на поверхности лед, который к тому же легче воды, служит теплоизолирующим слоем, защищая глубинные слои воды от дальнейшего охлаждения. Это позволяет рыбам и другим водным организмам выживать в зимний период.

4. Стабильность ледников и полярных шапок. Ледники и полярные "шапки" Земли содержат гигантские запасы пресной воды. Их медленное таяние, обусловленное высокой удельной теплотой плавления, играет ключевую роль в поддержании стабильности глобального климата и уровня мирового океана.

Таким образом, большая удельная теплота плавления льда действует как мощный природный терморегулятор, сглаживая экстремальные температуры и создавая более стабильные и благоприятные условия для существования живых организмов.

Ответ: Большая удельная теплота плавления льда играет в природе роль глобального терморегулятора. Весной она замедляет таяние снегов и льдов, поглощая большое количество тепла и предотвращая резкое потепление и сильные паводки. Осенью, при замерзании воды, выделяется большое количество теплоты, что замедляет наступление холодов. Это свойство смягчает сезонные колебания температуры, стабилизирует климат и защищает живые организмы в водоемах от замерзания.