Номер 3, страница 25 - гдз по физике 8 класс учебник Закирова, Аширов

3. Один ученик сказал, что летом ходить в белой одежде прохладнее, поскольку она лучше отражает лучи и меньше нагревается. Другой возразил ему: прохладнее в черной одежде, так как она лучше испускает лучи. Кто из них прав?

В этом споре оба ученика по-своему правы, так как ссылаются на верные физические явления. Однако для ответа на вопрос, в какой одежде прохладнее, необходимо рассмотреть, какой из этих эффектов является доминирующим в летний солнечный день.

Аргумент первого ученика: Белая одежда лучше отражает солнечные лучи и меньше нагревается.

Это утверждение верно. Белый цвет отражает большую часть видимого света, который составляет значительную долю солнечного излучения. Тело с высоким коэффициентом отражения имеет низкий коэффициент поглощения. Следовательно, белая ткань поглощает меньше солнечной энергии, меньше нагревается сама и меньше тепла передает телу человека. Это основной способ защиты от перегрева на солнце.

Аргумент второго ученика: Черная одежда лучше испускает лучи.

Это утверждение также верно. Согласно закону Кирхгофа о тепловом излучении, способность тела излучать энергию прямо связана с его способностью поглощать ее. Тела, которые хорошо поглощают (черные), также являются и хорошими излучателями. Это означает, что черная ткань будет эффективнее отдавать тепло в окружающее пространство, включая тепло, выделяемое самим человеком.

Сравнение и вывод:

Чтобы чувствовать себя прохладно, нужно, чтобы тело отдавало больше тепла, чем получало. Летом главным источником внешнего тепла является Солнце.

В черной одежде, несмотря на ее способность эффективно излучать тепло, происходит очень интенсивное поглощение солнечной энергии. Этот приток тепла настолько велик, что значительно превосходит как тепло, выделяемое телом, так и способность ткани его излучить. В результате черная ткань сильно нагревается и передает это тепло телу, создавая ощущение жары.

Белая одежда, наоборот, минимизирует основной приток тепла — от Солнца. Хотя она и является худшим излучателем, чем черная, это менее важно, поскольку она предотвращает изначальный сильный нагрев. Незначительный нагрев от Солнца плюс тепло от тела легче переносятся, чем мощный тепловой поток, поглощаемый черной одеждой.

Поэтому в большинстве ситуаций, особенно в безветренную погоду и при ношении одежды, которая не слишком свободна, первый ученик оказывается прав.

Ответ: Прав первый ученик. В жаркий солнечный день в белой одежде будет прохладнее. Хотя черная одежда и лучше излучает тепло, она поглощает гораздо больше тепла от солнечных лучей. Эффект от поглощения солнечного света является доминирующим, поэтому белая одежда, отражающая свет, обеспечивает лучшую защиту от перегрева.