Номер 67, страница 12 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Тепловые явления. Виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция, излучение - номер 67, страница 12.

Условие.

67. Почему в практике земледелия влагоёмкие глинистые почвы считают холодными, а маловлагоёмкие песчаные почвы — тёплыми?

Решение.

Это явление объясняется различиями в количестве воды, которое могут удерживать эти типы почв, и физическими свойствами воды, в первую очередь её высокой удельной теплоёмкостью и теплотой парообразования.

Почему влагоёмкие глинистые почвы считают холодными

Глинистые почвы состоят из очень мелких частиц, что обеспечивает им плотную структуру и высокую влагоёмкость. Они способны впитывать и удерживать большое количество воды. Удельная теплоёмкость воды ($c_{воды} \approx 4200 \, \frac{Дж}{кг \cdot °C}$) чрезвычайно высока по сравнению с минеральной частью почвы. Поэтому весной для прогрева влажной глинистой почвы требуется огромное количество солнечной энергии, так как основная её часть уходит на нагрев воды. Кроме того, с поверхности такой почвы постоянно испаряется влага. Процесс испарения требует больших затрат энергии (скрытая теплота парообразования), которая забирается у самой почвы, что приводит к её сильному охлаждению. Сочетание этих двух факторов — высокой теплоёмкости и интенсивного испарительного охлаждения — приводит к тому, что глинистые почвы очень медленно прогреваются и долгое время остаются холодными.

Ответ: Глинистые почвы считаются «холодными», так как из-за высокого содержания воды они обладают большой теплоёмкостью и медленно прогреваются, а также сильно охлаждаются за счёт испарения влаги.

Почему маловлагоёмкие песчаные почвы считают тёплыми

Песчаные почвы состоят из крупных частиц (песчинок), между которыми много больших пор. Такая структура не позволяет им удерживать много воды — она быстро просачивается в более глубокие слои. Соответственно, песчаные почвы содержат мало влаги, а больше воздуха. Удельная теплоёмкость сухого песка ($c_{песка} \approx 830 \, \frac{Дж}{кг \cdot °C}$) и воздуха значительно ниже, чем у воды. Поэтому для нагрева такой почвы требуется гораздо меньше тепловой энергии. Поскольку воды в почве мало, то и эффект охлаждения за счёт испарения незначителен. В результате песчаные почвы под действием солнечных лучей прогреваются очень быстро, что и позволяет называть их «тёплыми».

Ответ: Песчаные почвы считаются «тёплыми», поскольку они содержат мало воды, имеют низкую теплоёмкость и быстро нагреваются под действием солнечных лучей при минимальном охлаждении от испарения.