Физика парника 8 класс
ответы на детские вопросы
КАК РАБОТАЕТ ТЕПЛИЦА?
Теплица — это дом, в котором живут не люди, не животные, а растения: овощи, фрукты и цветы. Всем растениям для жизни нужен свет, поэтому в теплице прозрачные стены и потолок. А ещё в теплице очень тепло. Поэтому там выращивают огурцы и розы даже зимой, когда на улице снег и мороз. Обогреваются теплицы по-разному. В них может использоваться и горячая вода, и электричество, и даже тепловые отходы от заводов и фабрик. Но теплицу может обогревать и солнечный свет. Солнечный свет, проходя через прозрачную крышу, нагревает землю в теплице. Затем от земли нагревается и воздух. Крыша и стены не дают тёплому воздуху уйти. Кроме того, стекло или плёнка, которой укрыта теплица, не выпускает наружу не только воздух, но и тепловое излучение, т.е. «инфракрасные» фотоны. Нагретая земля излучает «инфракрасные» фотоны в большом количестве, но они отражаются обратно и снова поглощаются землёй на тепличных грядках. Поэтому-то, даже если в теплице нет никакого дополнительного обогрева, в ней всегда гораздо теплее, чем снаружи. В умеренном климате летом в теплицах могут поспевать не только помидоры и перцы, но даже более требовательные к теплу дыни и баклажаны. Люди очень широко используют теплицы и парники (парник — это такая маленькая теплица, где нельзя встать в полный рост), но этот же эффект использует и наша родная планета. Дело в том, что земная атмосфера (то есть воздух, окутывающий Землю) прекрасно пропускает большую часть солнечных лучей, которые и нагревают всю земную поверхность. Нагретая поверхность начинает излучать «инфракрасные» фотоны, а вот они-то как раз через воздух проходят плохо. Они поглощаются в атмосфере. Атмосфера свет внутрь пропускает, а тепло наружу не выпускает. Из-за этого Земля нагревается сильнее и меньше разница между температурой днём и ночью. Это явление называется парниковым эффектом. Хорошо поглощают «инфракрасные» фотоны молекулы воды, углекислого газа и озона, которые находятся в воздухе. От деятельности людей в нашей родной атмосфере всё больше углекислого газа, поэтому парниковый эффект всё сильнее и сильнее нагревает нашу планету. Это приводит к тому, что климат становится немного теплее: лето жарче, зима мягче. А хорошо ли это — вопрос спорный.
Предоставлено автором,
опубликовано 23 апреля 2007 года.
Источник
Как работает теплица ?
Устройство и физические принципы функционирования теплицы
Как же устроена теплица? Ведь, согласитесь, несколько неразумно использовать какое-либо приспособление, не имея понятия, как оно работает хотя бы на базовом уровне. Понимая принцип работы теплицы, Вы будете способны использовать ее возможности по максимуму, с максимальным КПД. Простейшие самодельные пленочные теплицы или сложные промышленные тепличные комплексы класса Люкс – все они функционируют на основе одних и тех же базовых принципов.
Принцип работы теплицы
В основе функционирования теплицы лежат простые принципы физики – тепловое излучение и теплообмен. Теплица собирает поступающее извне тепловое излучение, превращает его в тепло и сохраняет это тепло. Это позволяет удерживать внутри теплицы определённую устойчивую температуру, создавая наиболее благоприятную среду для роста и жизнедеятельности садово-огородных культур.
Кроме этого, теплица защищает как от воздействий внешней среды – например, таких погодных условий, как ветер, град или снег, так и от вредителей – жуков, саранчи и домашних животных, которые Ваши посевы могут банально съесть или потоптать.
Получение тепла в теплице
Главная задача теплицы – утилизировать тепловое излучение, получаемое извне от солнечных лучей и/или искусственных источников. Внутри стен теплицы тепловое излучение превращается в тепло, нагревая теплицу изнутри.
Этот же эффект Вы сами можете почувствовать, закрыв все окна внутри автомобиля в летний день. Даже если не заводить мотор, все равно спустя всего несколько минут температура внутри салона станет ощутимо выше, чем снаружи – это солнечный свет нагрел внутренности вашего салона, а наружу это тепло никуда выйти не может.
Материалы, из которых сделана теплица, также влияют на способность удерживать тепло и регулировать температуру внутри теплицы. Например, поликарбонат отлично подходит в качестве материала для теплицы благодаря высокому коэффициенту теплового расширения и высокой теплоустойчивости. Теплица – это герметичное помещение, а это делает невозможной циркуляцию воздуха между внутренним помещением теплицы и окружающей средой.
Циркуляция воздуха уравнивает разницу температур, что свело бы на нет основную функцию теплицы – поддержание стабильной температуры, независимой от температуры снаружи. Без циркуляции воздуха воздух внутри быстро нагревается. Это создаёт идеальные условия для роста растений.
Регуляция температуры в теплице
Тепловое излучение быстро нагревает воздух внутри теплицы и медленно прогревает грунт. Теплый воздух, в свою очередь, способствует получению и, самое главное, сохранению почвой тепла. Благодаря своим органическим свойствам, почва способна очень долго удерживать тепло, даже когда источник теплового излучения становиться неактивен, например, в простой теплице без отопления грунт, нагретый днём солнцем, сохраняет полученное тепло в течение ночи.
Но если бы теплица только бесконечно нагревалась, температура внутри вскоре стала бы непригодной для растений, верно? Дело в том, что устройство теплицы способствует полностью автоматической терморегуляции.
По законам физики, почва нагревается днем благодаря тому, что температура воздуха в теплице днём высокая, а ночью, когда температура воздуха без солнечных лучей падает, почва начинает, наоборот, отдавать сохранённое тепло, нагревая воздух. Такой вот нехитрый цикл создаёт внутри теплицы постоянный температурный режим.
В более продвинутых теплицах используются еще и дополнительные средства отопления, что дает возможность уже вручную управлять терморегуляцией без оглядки на погоду, но базовый принцип получения-сохранения-отдачи тепла остается все тот же.
Защита от внешних воздействий
Еще одно важное назначение теплицы – защита ваших огородных культур от неблагоприятных воздействий внешней среды. В этом плане теплицы выполняют для растений ту же функцию, что и дом – для человека. Такая защита особенно важна в осенне-зимний сезон.
— От ветра, который приносит пыль и семена сорняков, сдувает рассаду, а сильный ветер способен повредить растение и даже вырвать его с корнем. Крепкие теплицы с прочным корпусом – единственный выход для ветренных регионов (добротно сделанная теплица выдержит и небольшой шторм).
— От осадков. Например, оградив растения от дождя, Вы сами контролируете, сколько воды они будут получать.
— От большинства вредителей. Вам не нужно будет обрабатывать растения химикалиями, вредными как для растений, так и для Вас. Конечно, сделать так, чтобы в теплицу не попало ни одного жучка, невозможно, хотя бы потому, что некоторые вредоносные букашки могут передвигаться и под землёй, но существенно снизить “присутствие” вредителей на Ваших овощах теплица вполне способна.
Информация о компании Теплица Люкс
Украина, город Киев, Верховной Рады бульвар, дом 34, комната №603
Расписание работы предприятия:
С понедельника по пятницу: с 09-00 до 18-00
В субботу: с 09-00 до 16-00
Воскресение: выходной
Источник
Физика парника 8 класс
О чем умолчал Перышкин?
О том, как сделать домашнее задание, ответить на вопросы и решить задачи в упражнениях!
Уверена, что думающие ученики сначала всё сделают сами, а эти сведения будут помощью «застрявшим в пути».
Ответы на ДЗ по физике помогут вам проверить себя и найти ошибки.
Ответы на ДЗ из упражнений соответствуют всем выпускам учебников этого автора, начиная с 1989 г.
Так как номера упражнений с одинаковыми вопросами в разных выпусках различаются, ответы на вопросы к упражнениям скомпонованы по темам параграфов.
На этой странице ГДЗ по темам: «Теплопроводность, конвекция, излучение. Примеры теплопередачи в природе и технике»
Теплопроводность
1. Почему глубокий рыхлый снег предохраняет хлеба на полях от вымерзания?
В толстом слое рыхлого снега между снежинками много воздуха, а воздух плохо проводит тепло, то есть он имеет низкую теплопроводность.
Поэтому зимний холод снаружи плохо проходит к поверхности земли , тепло под снегом сохраняется, и хлеба не промерзают.
2. Чем объяснить большую разницу между теплопроводностью сосновых опилок и сосновых досок (это справедливо и для других пород деревьев)?
В куче опилок расстояния между опилками большие и заполнены воздухом, а воздух имеет плохую теплопроводность.
Волокна же в доске расположены близко друг к другу, и такого количества воздуха внутри доски нет.
Поэтому теплопроводность опилок значительно меньше, чем у доски (для сосны в 3,7 раза).
3. Почему вода не замерзает под толстым слоем льда?
Лёд обладает плохой теплопроводностью. Поэтому наружный зимний холод плохо проникает через слой льда, и вода подо льдом не замерзает.
4. Почему выражение «шуба греет» неправильно?
Сама шуба не является источником тепла.
Однако воздух, находящийся между ворсинками меха имеет плохую теплопроводность и не пропускает ни наружный холод к телу человека, ни тепло от человека через шубу наружу.
Итак, шуба лишь сохраняет тепло тела, но не греет его.
5. Ножницы и карандаш, лежащие на столе, имеют одинаковую температуру. Почему на ощупь ножницы кажутся холоднее?
Что значит, руке холодно или тепло?
Когда рука соприкасается с окружающей средой (например, воздухом) или предметом, всегда начинается теплообмен между ними, т.е. выравнивание температур.
Если воздух или предмет холоднее руки, он отбирает у нее тепло, и рука ощущает холод.
Если воздух или предмет теплее руки, он сообщает руке тепло, и рука ощущает тепло.
Температура тела человека равна 36,6 °С, а воздуха обычно ниже.
Берем в одну руку металлические ножницы, в другую — деревянный карандаш.
Свойство металлов — быстро нагреваться (или остывать), а дерево нагревается (и остывает) медленнее.
То есть теплопроводность у металлов высокая, а у дерева низкая.
При соприкосновении с рукой металл начинает быстро забирать тепло от руки и распространять его по всему своему объему.
Рука при этом чувствует холод.
Лишь через какой-то промежуток времени металл прогреется целиком до температуры человеческого тела, и рука перестанет ощущать холод.
С деревом все по-другому.
При соприкосновении с рукой дерево тоже начинает отбирать тепло у руки, но температуры руки и поверхностного слоя дерева в месте соприкосновения быстро выравниваются, и рука не чувствует холода.
Внутренние же слои дерева еще долго остаются холодными, так как теплопроводность дерева низкая.
В результате, руке кажется, что карандаш теплее ножниц.
Конвекция
1. Почему подвал — самое холодное место в доме??
Подвал – это самое холодное место в доме, потому что он находится в доме в самом низу.
Ведь благодаря конвекции теплый воздух всегда стремится подняться вверх.
2. Правильно ли, что форточки всегда размещают в самом верху окна, а батареи отопления у пола?
Да. Батарея отопления под окном нагревает воздух внизу комнаты.
Затем благодаря конвекции теплый воздух поднимается вверх.
Остывая, он вновь опускается к батарее.
Так происходит перемешивание и прогревание воздуха по всему объему комнаты.
Если батареи поставить под потолком, то теплый воздух всегда будет наверху, а внизу будет холодно – перемешивания холодного и теплого воздуха происходить не будет.
Форточки делают под потолком для проветривания помещения.
При открытой форточке теплый «отработанный» воздух выходит на улицу, а чистый прохладный воздух с улицы через нижнюю часть форточки попадает в комнату.
3. Как же зимой охлаждается воздух в комнате при открытой форточке?
Проветривание комнаты происходит благодаря конвекции.
Например, зимой при открытой вверху форточке теплый воздух через верхнюю часть форточки выходит из комнаты и на улице поднимается вверх.
Х олодный воздух с улицы через нижнюю часть форточки проходит в комнату и опускается к полу вниз.
Излучение. Виды теплопередачи
1. Каким образом летом нагревается воздух в здании? Какие виды теплопередачи при этом присутствуют?
а) Воздух в помещении нагревается благодаря прогреву стен.
В данном случае надо говорить о теплопроводности материала стен.
Излучение невозможно, т.к. стены не прозрачны, кроме того, в твердых телах и конвекция тоже невозможна, т.к. длля конвекции необходимы потоки газа или жидкости.
б) Воздух нагревается через оконные стекла, которые пропускают солнечную энергию.
Здесь основным способом теплопередачи является излучение.
В незначительной степени передача солнечной энергии происходит за счет теплопроводности стекла.
Конвекция невозможна, т.к. стекло твердое тело.
в) Летом воздух в помещении с открытыми окнами прогревается в основном потоками теплого воздуха через окна.
Этот способ теплопередачи называется конвекцией.
Возможна передача части энергии излучением.
Передача энергии за счет теплопроводности воздуха ничтожна, т.к. теплопроводность воздуха очень плохая.
2. Приведите примеры, когда тела с темной поверхностью нагреваются излучением сильнее, чем тела со светлой поверхностью.
Например:
Человеку в жару прохладней в светлой одежде, а жарче в темной.
Грязный снег весной тает быстрее, чем чистый.
Цвет обшивки самолетов делают светло серебристым, чтобы лучше происходило отражение солнечной энергии и самолет меньше нагревался солнцем.
3. Каким способом передается энергия от Солнца к Земле?
Передача солнечной энергии способом теплопроводности или конвекции невозможна, т.к. для этого нужно вещество, а в космосе вакуум.
Солнечная Энергия передается от Солнца к Земле только излучением.
Примеры теплопередачи в природе и технике
1. Для чего делают высокими заводские трубы?
Заводским трубам придают обычно большую высоту, исходя из двух целей:
1) управление тягой печей и экономия топлива;
2) отведение продуктов горения в верхние слои атмосферы.
Продукты горения даже в очень малых долях вредны и ядовиты.
Но, дым, выйдя из высокой трубы еще нагретым, поднимается еще выше, проходит через верхние слои воздуха, перемешивается с ними и становится допустимой смесью.
Главной же причиной в необходимости высоких труб является получение сильной тяги в печах, чтобы сгорание топлива было полным. Известно, что для горения необходим кислород.
Обычно вес воздуха, поступающий в печь для горения, превосходит вес топлива примерно в 1,5 раза.
Теплота, получаемая при горении, определяется воздухом не менее, чем топливом. Количество тепла, получаемое при сжигании топлива, возрастает с количеством подводимого воздуха.
А количество подводимого воздуха зависит от тяги в трубе.
Тяга же в трубе во многом зависит от ее высоты. В дымовых трубах скорость движения газов зависит от разности давлений (или от разностей веса этих газов, или плотности холодного и нагретого воздуха).
Дымовая труба действует как насос, у ее основания внутреннее давление менее, чем наружное или атмосферное.
Чем выше труба над топкой, тем больше разница давления наружного воздуха и воздуха в топке и трубе, тем большую тягу обеспечивает труба.
2. Почему зимой тяга в печных трубах больше, чем летом?
Сила тяги зависит от разности удельного веса воздуха снаружи и газов внутри трубы.
А эта разность зависит от разности температур воздуха снаружи и газов в трубе.
Чем эта разность между температурами и, следовательно, между наружным давлением воздуха и давлением газов в трубе больше, тем сильнее тяга.
Зимой воздух холоднее, его плотность и создаваемое им давление больше.
Вот почему зимою в морозы тяга в печах лучше, чем летом, весной или осенью. Летом иногда может совсем не быть тяги, когда труба сильно охлаждается за ночь, а солнце рано утром нагревает окружающий трубу воздух. Говорят: «Солнце сидит на дымовой трубе».
3. Почему в металлических печных трубах тяга меньше, чем в кирпичных трубах той же высоты?
Высокая теплопроводность металла способствует быстрому охлаждению газов, проходящих через трубу, их плотность увеличивается и разница в давлениях в трубе и вне ее уменьшается, что и вызывает ухудшение тяги в трубе.
Кирпич же имеет маленькую теплопроводность, поэтому в кирпичной трубе воздух дольше остается теплым, и тяга лучше, чем в металлической трубе.
4. Обшивка космического корабля нагревается от трения о воздух, а также солнечным излучением.
Какая из причин нагревания приобретает большее значение при увеличении высоты полета? при уменьшении высоты?
На большей высоте полета разреженность атмосферы приводит к уменьшению трения воздуха об обшивку космического корабля.
Здесь основной причиной нагревания обшивки становится солнечное излучение.
При уменьшении высоты полета плотность воздуха увеличивается, и трение его об обшивку увеличивается.
Здесь более плотный воздух сильнее рассеивает солнечные лучи.
С уменьшении высоты полета большее значение приобретает нагрев обшивки за счет трения о воздух.
5. Один из способов поддержания определенной температуры в космическом корабле или спутнике заключается в том, что оболочку спутника делают двойной и ее внутреннюю полость заполняют газом (например, азотом). Этот газ при помощи вентилятора заставляют двигаться около тепловыделяющих приборов и переносить энергию к оболочке. Почему приходится пользоваться вынужденной, а не свободной конвекцией?
Естественная конвекция, т.е. перемешивание слоев воздуха, происходит при неравномерном нагревании воздуха и действии на него силы тяжести.
Вблизи поверхности Земли менее нагретые слои воздуха имеют большую плотность и под действием силы тяжести опускаются вниз.
Более нагретые слои воздуха имеют меньшую плотность и под действием силы Архимеда поднимаются вверх.
В кабине корабля тяготения нет, и естественной конвекции также не возникает.
Источник