Какая почва прогревается летом быстрее влажная

Исследовательская работа по физике с презентацией «Влияние влаги на тепловые свойства почвы»

Оглавление:

1.Физические характеристики тепловых свойств почвы……………. 3

2. Зависимость теплофизических свойств почвы от её влажности……..6

3.1 Исследование зависимости скорости прогревания почвы от

влажности на садовом участке летом …………………………………. 9

3.2 Исследование зависимости скорости прогревания

почвы от влажности (в помещении)……………………………………..9

3.3 Исследование зависимости скорости прогревания

почвы от влажности (в помещении)…………………………………….10

3.4 Исследование зависимости скорости прогревания влажной

Цель работы: рассмотреть влияние влаги на тепловые свойства почвы

Гипотеза: влажная почва прогревается быстрее, чем сухая.

1) Изучить теоретический материал по рассматриваемой теме;

2) Спланировать и провести опыты по рассматриваемой теме;

3) Сравнить результаты опытов с теоретическим материалом и сделать обоснованные выводы.

Методы исследования: работа с литературой и интернет-ресурсами, проведение экспериментов.

В школе на уроках физики при изучении тепловых процессов часто рассматривается вопрос: «Какая почва летом прогревается быстрее – сухая или влажная?» И принято на него отвечать: «Влажная, поскольку её теплопроводность выше из-за наличия в ней воды».

Например, в сборнике задач по физике для основной школы под редакцией Орлова есть вопрос: «Почему земля прогревается быстрее после дождя, а не до него?» В ответах дано указание: «Влажная почва имеет большую теплопроводность». [2, с.382]

Но ведь на самом деле ответ на этот вопрос гораздо шире. В реальности на прогревание почвы влияет несколько факторов: теплопроводность, испарение, теплоёмкость, цвет. Какие же факторы оказывают решающее действие на скорость прогревания почвы? Попытаемся в этом разобраться.

1. Физические характеристики тепловых свойств почвы

Тепловой режим почвы включает в себя процессы поступления, переноса, накопления и отдачи тепла. Основным показателем теплового режима почвы является её температура, которая определяется притоком солнечной радиации и тепловыми свойствами самой почвы.[5]

Тепловые свойства почвы характеризуются следующими основными величинами:

Альбедо – количество солнечной радиации, отраженное поверхностью почвы по отношению к общей солнечной радиации, достигающей поверхности почвы, выраженное в %. Чем меньше альбедо, тем больше поглощает почва солнечной радиации.

Обычно различают удельную и объёмную теплоёмкости грунта. Удельная теплоёмкость численно равна количеству теплоты, необходимого для нагревания единицы массы вещества на один градус. Объёмная теплоёмкость численно равна количеству теплоты, необходимого для нагревания единицы объёма грунта на один градус. Ниже приведена таблица теплоёмкости составных частей почвы.

Таблица 1. Теплоёмкости составных частей почвы

Теплопроводность грунта характеризует его способность проводить тепло.

Основной характеристикой теплопроводности является коэффициент теплопроводности (λ). Коэффициент теплопроводности численно равен количеству теплоты, проходящему через однородный образец материала единичной длины и единичной площади за единицу времени при единичной разнице температур (1 К). Ниже приведена таблица теплопроводности составных частей почвы.

Таблица 2. Теплопроводность составных частей почвы

Температуропроводность (коэффициент температуропроводности( k )) характеризует скорость изменения температуры вещества в нестационарных тепловых процессах. Эта величина характеризует способность среды выравнивать свою температуру, которая определяется не только теплопроводностью среды, но и ее объемной теплоемкостью.

Коэффициент теплопроводности численно равен повышению температуры, которое произойдет в единице объема почвы при поступлении в нее тепла, численно равного ее теплопроводности:

k = , (1)

λ — коэффициент теплопроводности, С _v – объёмная теплоёмкость.

2. Зависимость теплофизических свойств почвы от её влажности

Представим почву, как мельчайшие частички, между которыми в сухой почве находится воздух, а во влажной – вода. И на основе этой модели будем анализировать изменение теплофизических свойств почвы при её увлажнении.

При рассмотрении таблицы 1 можно сделать вывод, что вода в почве увеличивает её теплоёмкость примерно в 4 раза по сравнению с сухой (с _вод = 4,19 Дж/(г·ºС), с _возд = 1,01 Дж/(г·ºС) . Увеличение теплоёмкости влажной почвы должно способствовать более медленному прогреванию почвы и более медленному её остыванию.

При рассмотрении таблицы 2 можно сделать вывод, что содержание воды в почве увеличивает её теплопроводность по сравнению с сухой примерно в 25 раз (λ _вод =0,005866 Дж/(см·с·ºС), λ _возд =0,000210 Дж/(см·с·ºС).

Следовательно, увеличение теплопроводности будет способствовать более быстрому прогреванию влажной почвы и более быстрому её остыванию.

Температуропроводность почвы характеризует результирующее действие теплоёмкости почвы и её теплопроводности.

Проанализируем график изменения зависимости коэффициента температуропроводности от влажности почвы, полученный экспериментально при помощи термостата (рис.1). [3]

Рис.1 График зависимости коэффициента температуропроводности почв от влажности

1- лугово-серозёмная; 2 – серозёмно-луговая; 3 – пойменно-луговая

Как видно из графика, зависимость коэффициента температуропроводности от влажности различна для разных типов почв.

Лугово-серозёмные почвы имеют наименьшее содержание глинистых частиц, поэтому вода в этой почве быстрее заполняет пространство между частичками земли, и вследствие этого температуропроводность в такой почве с ростом влажности увеличивается быстрее. В пойменно-луговых почвах глинистых частиц содержится много, поэтому их температуропроводность меньше и с ростом влажности она увеличивается незначительно.[3]

Если почва только влажная, вода между частицами земли удерживается большой капиллярной силой, вследствие чего затрудняется её циркуляция, и она заметно не влияет на распределении теплоты почве. И поэтому слегка влажная почва по температуропроводности близка к сухой почве. [6] При дальнейшем увеличении влажности вода заполняет пространства между частичками воды и вытесняет воздух, что улучшает её температуропроводность, как это видно из графика. Но когда почва становится настолько влажная, что вода в её порах может циркулировать, то её температуропроводность уменьшается. Это может быть объяснено тем, что при нагревании сверху в верхних слоях почвы прогревающаяся вода, как менее плотная, стремится остаться на поверхности, а не опускаться вглубь почвы.

При увлажнении почвы её цвет становится темнее, что увеличивает её способность поглощать тепловое излучение. Уменьшение альбедо влажной почвы должно способствовать её более быстрому прогреванию, чем сухой.

Увлажнение почвы всегда связано с процессом испарения. Испарение воды происходит как с поверхности почвы так и из полостей между её отдельными структурами. Процесс испарения протекает с поглощением энергии и на него затрачивается значительное количество теплоты. Количественно испарение характеризуется скоростью испарения — массой воды, испарившейся с единицы поверхности за единицу времени.

Испарение влаги из почвы зависит от её структурного и механического состава. Например, песчаные почвы испаряют меньше, чем глинистые, и эта разница тем больше, чем крупнее частицы песка. А при диаметре песчинок более 2 мм испарения практически не происходит. [4 ] Кроме того, скорость испарения влаги из почвы зависит от её окраски, уплотнённости, неровности поверхности, температуры и влажности воздуха, ветра.

Процесс испарения влаги из почвы способствует её охлаждению и, следовательно, замедлению её прогревания.

Таким образом, из рассмотрения зависимости теплофизических свойств от её влажности можно сделать вывод: утверждать однозначно, что влажная почва прогревается быстрее, чем сухая, основываясь только на увеличении её теплопроводности, нельзя. Хотя температуропроводность почвы с ростом влажности увеличивается, но гораздо меньше, чем теплопроводность. Причём для разных типов почв эта зависимость различна. А с учётом испарения и уменьшения альбедо очень трудно однозначно ответить на вопрос: «Какая почва прогревается летом быстрее, сухая или влажная?». Не существует какой-то абстрактной почвы, на прогревание которой влияет только увеличение её теплопроводности.

В общем случае прогревание почвы зависит от её теплоёмкости, теплопроводности, температуропроводности, процесса испарения влаги, от её альбедо. В свою очередь эти величины зависят от типа и структуры почвы, от состояния её поверхности, от температуры окружающей среды, влажности воздуха и скорости ветра.

При рассмотрении скорости прогревания почвы в природе, а не в лабораторных условиях, обязательно надо охарактеризовать условия, при которых происходит процесс прогревания.

3.1 Исследование зависимости скорости прогревания почвы от влажности на садовом участке летом (июль)

Оборудование: два комнатных термометра, почва рыхлая глинистая с перегноем

Участок земли разделялся перегородкой. По разные стороны перегородки делались две ямки глубиной 5 см. Вечером в них помещали термометры, показывающие одинаковую температуру и закапывали. Один из участков поливали из лейки водой, набранной заранее. В 12 часов дня термометры откапывали и смотрели их показания. Опыт проводили три раза. Результаты опыта приведены в таблице (3).

Разность показаний термометров в сухой и влажной почве ( t _сух – t _вл ).

Источник

Летом на солнце нагреется быстрее сухая почва или влажная?

Летом на солнце нагреется быстрее сухая почва или влажная?

Почему влажная деревянная доска на ощупь холоднее сухой?

Почему влажная деревянная доска на ощупь холоднее сухой.

Могут ли показания влажного термометра оказаться больше чем сухого?

Могут ли показания влажного термометра оказаться больше чем сухого?

Почему в сухом воздухе переносить жару легче , чем во влажном?

Почему в сухом воздухе переносить жару легче , чем во влажном?

Почему температура сухого термометра выше чем температура влажного?

Почему температура сухого термометра выше чем температура влажного?

Могут ли сухой и влажный термометры психрометра показывать одинаковое значение?

Могут ли сухой и влажный термометры психрометра показывать одинаковое значение?

Обычно в психрометре показания сухого термометра ?

Обычно в психрометре показания сухого термометра .

A. Выше показаний влажного b.

Ниже показаний влажного c.

Такие же, как у влажного d.

Почему сухая драва лучше горит чем влажная драва?

Почему сухая драва лучше горит чем влажная драва.

Почему прикасаясь рукой к влажной и сухой доскам в комнате, вы ощущаете влажную доску более холодной?

Почему прикасаясь рукой к влажной и сухой доскам в комнате, вы ощущаете влажную доску более холодной?

Известно что маса солнца 330000 раз больше массы земли Верно ли что солнце притягивает землю в 330000 раз сильнее чем земли притягивает солнце ?

Известно что маса солнца 330000 раз больше массы земли Верно ли что солнце притягивает землю в 330000 раз сильнее чем земли притягивает солнце ?

Какая из почв под лучами Солнца прогревается быстрее : чернозем или желтозем?

Какая из почв под лучами Солнца прогревается быстрее : чернозем или желтозем.

Вы зашли на страницу вопроса Летом на солнце нагреется быстрее сухая почва или влажная?, который относится к категории Физика. По уровню сложности вопрос соответствует учебной программе для учащихся 10 — 11 классов. В этой же категории вы найдете ответ и на другие, похожие вопросы по теме, найти который можно с помощью автоматической системы «умный поиск». Интересную информацию можно найти в комментариях-ответах пользователей, с которыми есть обратная связь для обсуждения темы. Если предложенные варианты ответов не удовлетворяют, создайте свой вариант запроса в верхней строке.

На 74 градусов. Наверное так.

Площадь верхнего основания конуса не имеет никакого значения. Со стороны нижнего основания на стол действует сила mg, распределённая по площади Sa Единственно, надо площадь перевести в квадратные метры Sa = 4 см² = 4 / 10000 м² = 0, 0004 м² P = mg /..

Поскольку за ПЕРИОД грузик пройдет расстояние, равное четырем амплитудам : L₀ = 4 * 3 = 12 см или 0, 12 м то число колебаний : n = L / L₀ = 0, 36 / 0, 12 = 3 Ответ : 3 колебания.

Q = λ * m = 4 * 330000 = 1320000Дж или 1320 кДж.

Решение Q = m * λ Отсюда находим массу m = Q / λ = 0, 1 кг 100 грамм свинца.

V = 72 км / ч = 20 м / с ; = V² / R = 20² / 500 = 0, 8 м / с² ; N = m(g — ) = 500×(10 — 0, 8) = 4600 Н (4500, если брать g за 9. 8 м / с²).

0, 3 * m1 = N * 0, 2 0, 1 * N = 0, 3 * M m1 = 2M M = 1, 2 кг.

Потому что перемещение , cкорость, ускорение — величины векторные и работать с векторами труднее чем с проекциями.

Ответ : Объяснение : Дано : S₁ = S / 4V₁ = 72 км / чS₂ = 3·S / 4V₂ = 15 м / с____________Vcp — ? Весь путь равен S. Время на первой четверти пути : t₁ = S₁ / V₁ = S / (72·4) = S / 288 чВремя на остальной части пути : t₂ = S₂ / V₂ = 3·S / (15·4) = 3..

© 2000-2023. При полном или частичном использовании материалов ссылка обязательна. 16+
Сайт защищён технологией reCAPTCHA, к которой применяются Политика конфиденциальности и Условия использования от Google.

Источник