Номер 1, страница 14 - гдз по физике 8 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 1. Тепловые явления. Самостоятельные работы. СР-11. Удельная теплоёмкость. Вариант 2 - номер 1, страница 14.

Условие.

1. Почему реки и озёра нагреваются солнечными лучами медленнее, чем суша?

Решение.

Решение

Реки и озёра нагреваются солнечными лучами медленнее, чем суша, по нескольким основным физическим причинам. Основные из них — это высокая удельная теплоёмкость воды, её прозрачность, перемешивание слоёв за счёт конвекции и затраты тепла на испарение.

Во-первых, вода обладает очень высокой удельной теплоёмкостью. Удельная теплоёмкость — это количество теплоты, которое необходимо сообщить единице массы вещества для его нагрева на один градус. У воды это значение одно из самых высоких: $c_{воды} \approx 4200 \frac{Дж}{кг \cdot °C}$. Удельная теплоёмкость суши (песка, почвы) в несколько раз меньше, например, у песка $c_{песка} \approx 830 \frac{Дж}{кг \cdot °C}$. Из формулы количества теплоты $Q = c \cdot m \cdot \Delta t$ следует, что при одинаковом количестве полученной от Солнца теплоты $\text{Q}$ и для одинаковой массы $\text{m}$, изменение температуры $\Delta t$ будет обратно пропорционально удельной теплоёмкости $\text{c}$. Следовательно, вода нагревается значительно медленнее.

Во-вторых, вода прозрачна для солнечных лучей. Это означает, что солнечное излучение проникает на значительную глубину, и его энергия распределяется по большому объёму воды. Суша же непрозрачна, и почти вся энергия поглощается самым тонким верхним слоем, что приводит к его быстрому и сильному нагреву.

В-третьих, вода — это жидкость, в которой постоянно происходит перемешивание слоёв (конвекция). Нагретая на поверхности вода смешивается с более холодными нижними слоями под действием ветра и течений. Этот процесс эффективно распределяет тепло по всему объёму водоёма, замедляя рост температуры на поверхности. В твёрдой почве тепло передаётся вглубь в основном за счёт теплопроводности, что является гораздо более медленным процессом.

В-четвёртых, значительная часть солнечной энергии, попадающей на поверхность воды, расходуется на испарение. Испарение — это процесс, требующий больших затрат энергии (скрытая теплота парообразования), который эффективно охлаждает поверхность. Этот эффект у воды выражен гораздо сильнее, чем у суши, что дополнительно замедляет её нагрев.

Ответ: Реки и озёра нагреваются медленнее суши из-за совокупности нескольких факторов: 1) очень высокой удельной теплоёмкости воды, которая требует больше энергии для нагрева; 2) прозрачности воды, из-за которой солнечное тепло распределяется в большом объёме; 3) постоянного перемешивания воды (конвекции), которое также распределяет тепло по всему объёму; 4) больших затрат тепла на испарение, которое охлаждает поверхность воды.