Тепловые явления в природе и в жизни человека. Тепловые явления Что такое испарение

8 класс

Physis (греч.) - ПРИРОДА АРИСТОТЕЛЬ IV век до н.э. в науку ЛОМОНОСОВ М.В. XVIII век в русский язык

Физика - наука о природе и тех изменениях, которые в ней происходят.

Изменения, происходящие в природе - физические явления Механические Электрические Магнитные Оптические Звуковые Тепловые

Тепловые явления 24 часа

Урок №1 Тепловое д вижение. Температура.

Цель урока Познакомиться с понятиями: «тепловое движение» «термометр» «температура»

Тепловые явления Таяние льда Кипение воды Образование снега Действие электронагревательных приборов Плавление металлов

Что общего? Тепловые явления – это явления, связанные с изменением температуры тел.

Температура - свойства тел Изменение времени года Состояние воды Состояние льда

Температура - свойства тел

Температура – величина, характеризующая тепловое состояние тел, степень его нагретости Примеры: Температура горячей воды выше температуры холодной воды Зимой температура воздуха на улице ниже, чем летом

Температура связана с субъективными ощущениями «тепла» и «холода», связанными с тем, отдаёт ли живая ткань тепло или получает его. Термо́метр (греч. θέρμη - тепло; μετρέω - измеряю) - прибор для измерения температуры воздуха, почвы, воды и так далее.

Из истории термометра 1597 (1603) год Термоскоп Галилео Галилей (итальянский учёный) 1702 г Воздушный термоскоп постоянного объема (Амонтон франц.)

Из истории термометра Жидкостные термоскопы постоянного объема (около1702 г.) Термометр Галилея

Из истории термометра Термометры 19-го века

Жидкостные термометры 1714 год Фаренгейт (голландский учёный) ртутный термометр 0 0 F смесь льда и соли 32 0 F таяние льда 212 0 F кипение воды Англия, США 1°F= 1 0 С · 1,8 + 32 0 С 1730 год Реомюр (французский физик) спиртовый термометр 0 0 R таяние льда 80 0 R кипение воды 1 °R = 1,25° C

Жидкостные термометры 1742 Термометр Цельсия Андре Цельсий (1701-1744) -шведский физик и астроном 0 0 С –температура тающего льда; 100 0 С – температура кипения воды при нормальном атмосферном давлении.

Измерение температуры: Жидкостные термометры (ртуть, спирт) Газовые термометры Электронные термометры Механические термометры Оптические термометры

Жидкостные термометры Принцип действия основан на зависимости изменения объема жидкости от изменения её температуры (тепловое расширение вещества)

Уличные и комнатные термометры Ч асы-термометр садовый (керамика)

Термометры для воды Для бассейна Для аквариума

Жидкостные термометры Для вина чая Для садоводов Для нефтепродуктов Для

Термометр всегда показывает свою собственную температуру. Для определения температуры среды: термометр следует поместить в эту среду и подождать до тех пор, пока температура прибора не перестанет изменяться, приняв значение, равное температуре окружающей среды.

Максимальный термометр Медицинский термометр, предназначенный для измерения температуры тела человека. Фиксирует наибольшую температуру, до которой он был нагрет.

Медицинские термометры Электронные (цифровые) Ртутные Ртутный термометр необходимо встряхнуть.

Механический термометр

Чем горячая вода отличается от холодной? Эксперимент Возьмем два куска сахара и один из них бросим в холодную воду, а другой – в кипяток. В горячей воде сахар растворится быстрее, в холодной медленнее. Диффузия при более высокой температуре происходит быстрее, чем при низкой. Почему?

Температура зависит от средней скорости движения и массы молекул. Скорость молекул кислорода при 0 градусов – 425 м/с 20 градусов – 440 м/с Средняя скорость молекул азота = 440 м/с при температуре 16 градусов

Температура является мерой средней кинетической энергии частиц тела

ТЕПЛОВОЕ ДВИЖЕНИЕ В 1 см 3 Н 2 О 3,34*10 22 молекул (33400000000000000000000) 33,4 секстиллиона Молекулы непрерывно и беспорядочно движутся

Беспорядочное движение частиц, из которых состоят тела, называют ТЕПЛОВЫМ ДВИЖЕНИЕМ.

Cлайд 1

Cлайд 2

Процесс изменения внутренней энергии без совершения работы над телом или самим телом. Теплопроводность Излучение Теплопроводность Конвекция

Cлайд 3

Опишите превращения энергии в данных примерах. 1 2 3 4 Способы изменения внутренней энергии

Cлайд 4

Количество теплоты, которое получает (или отдаёт) тело, зависит от его массы, рода вещества и изменения температуры. Удельная теплоёмкость вещества показывает, какое количество теплоты требуется для изменения температуры вещества массой 1 кг на 1 0С. Обозначается: С. Единица измерения: 1 Дж / кг 0С. Q = cm(t2 – t1) Энергия, которую получает или теряет тело при теплопередаче называют к о л и ч е с т в о м т е п л о т ы. Расчёт количества теплоты Q Российская газета

Cлайд 5

При теплопроводности само вещество не перемещается от нагретого конца тела к холодному. Как же передаётся тепло? Будет ли происходить перенос тепла в условиях невесомости? х о р о ш и е Металлы, их расплавы, твёрдые тела и др. п л о х и е Жидкости, газы, пористые тела, земля… Теплопроводность – перенос энергии от более нагретых участков тела к более холодным за счёт теплового движения и взаимодействия ч а с т и ц т е л а. Теплопроводность Особенности Проводники тепла

Cлайд 6

Почему в одинаковых условиях металл на морозе кажется холоднее дерева и горячее – при нагреве? В какой обуви больше мёрзнут ноги зимой: в просторной или тесной? Объясните. Деревянная ложка в стакане с горячей водой нагревается меньше, чем металлическая. Почему? Из какой посуды удобнее пить горячий чай: из алюминиевой кружки или фарфоровой чашки? Почему? Зачем жители Средней Азии в жару носят ватные халаты и папахи?

Cлайд 7

Плавление 2. Как изменяется энергия молекул и их расположение? 1. Как изменяется внутренняя энергия вещества? 4. Изменяются ли молекулы вещества при плавлении? 5. Как изменяется температура вещества при плавлении? 3. Когда тело начнет плавиться? При нагревании увеличивается температура. Скорость колебания частиц возрастает. Увеличивается внутренняя энергия тела. Когда тело нагревается до температуры плавления, кристаллическая решетка начинает разрушаться. Энергия нагревателя идет на разрушение решетки. Плавление – переход вещества из твердого состояния в жидкое. Тело принимает энергию

Cлайд 8

Кристаллизация – переход вещества из жидкого состояния в твердое. Жидкость отдает энергию 2. Как изменяется энергия молекул и их расположение? 1. Как изменяется внутренняя энергия вещества? 4. Изменяются ли молекулы вещества при кристаллизации? 5. Как изменяется температура вещества при кристаллизации? 3. Когда тело начнет кристаллизоваться? Кристаллизация

Cлайд 9

плавление нагревание отвердевание охлаждение Физическая величина, показывающая, какое количество теплоты необходимо для превращения 1 кг кристаллического вещества, взятого при температуре плавления, в жидкость той же температуры, называется удельной теплотой плавления. Обозначается: Единица измерения: Поглощение Q Выделение Q t плавления = t отвердевания

Cлайд 10

«Читаем график» 1. В какой момент времени начался процесс плавления вещества? 4. Сколько длилось: а) нагревание твердого тела; б) плавление вещества; с) остывание жидкости? 2. В какой момент времени вещество кристаллизовалось? 3. Чему равна температура плавления вещества? Температура кристаллизации?

Cлайд 11

Кипение – это интенсивное парообразование, происходящее одновременно внутри и на поверхности жидкости. 2. Кипение – это процесс, при котором жидкость переходит в пар при определенной и постоянной для каждой жидкости температуре и не только с поверхности, но и по всему объему жидкости. 3. Кипение происходит с поглощением теплоты. 4. С изменением атмосферного давления изменяется и температура кипения: при повышении давления температура кипения повышается. Запомни, что…

Cлайд 12

Парообразование – переход вещества из жидкого состояния в газообразное. 2. Как изменяется энергия молекул и их расположение? 1. Как изменяется внутренняя энергия вещества при парообразовании? 3. Изменяются ли молекулы вещества при парообразовании? 4. Как изменяется температура вещества при парообразовании? Испарение – процесс, при котором с поверхности жидкости или твердого тела вылетают частицы (молекулы, атомы). Парообразование Скорость испарения жидкости зависит от: 1) рода вещества; 2) площади испарения; 3) температуры жидкости; 4) скорости удаления паров с поверхности жидкости.

Cлайд 13

Конденсация – переход вещества из газообразного состояния в жидкое. 2. Как изменяется энергия молекул и их расположение? 1. Как изменяется внутренняя энергия вещества при конденсации? 3. Изменяются ли молекулы вещества при конденсации? Если идет процесс парообразования, то жидкости требуется сообщить тепло, а если пар превращается в жидкость, то некоторое количество тепла выделяется. Количество теплоты, необходимое для парообразования и конденсации, определяется по формуле: Q=L*m , где L – удельная теплота парообразования. Конденсация

Тепловое движение

Тепловое движение отличается от механического тем, что в нем принимают участие частицы, которые движутся самостоятельно и из которых состоит вещество - атомы и молекулы. В газах частицы движутся беспорядочно, с разной скоростью по всему объему. В твердых телах частицы беспорядочно колеблются около своих устойчивых положений. Во время нагревания скорость теплового движения увеличивается, в процессе охлаждения - уменьшается.
Энергию движения и взаимодействия частиц, из которых состоит тело, называют внутренней энергией . Перенос энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым в результате теплового движения и взаимодействия частиц называют теплопроводностью . Наибольшая теплопроводность у металлов, меньшая - в жидкостей, незначительная - у газов. Вещества с низкой теплопроводностью используют там, где необходимо предохранять тело от охлаждения или перегрева. Например, дома строят не из металла, а из кирпича, бетона, дерева. Теплопроводность ведет к выравниванию температуры тела.
Энергия, которую тело получает или теряет при теплопередаче, называется количеством теплоты . Теплоту измеряют термометром и выражают в градусах Цельсия - °C.

Тепловые явления в природе

Тепловая энергия Солнца поступает на нашу планету постоянно и относительно равномерно. Но из-за вращения Земли и изменение им положения относительно Солнца разные зоны планеты получают неодинаковое количество тепла с определенной периодичностью (ритмичностью ).
Различают годовые и суточные ритмы . Годовые циклы состоят из четырех времен года, суточные - со смены дня и ночи.
Тепловые явления в природе хорошо рассматривать на примере воды. Зимой вода в водоемах превращается в лед. Плотность льда меньше, чем плотность воды, и лед находится на ее поверхности. Это позволяет выживать водяным животным при низких температурах. Снег, покрывая почву, препятствует его промерзанию, что позволяет зимовать многолетним растениям и зерновым культурам, посеянным осенью. Оттаивание льда свидетельствует о повышении температуры воздуха и приход весны. Во время весеннего таяния снега почва насыщается влагой, что и делает прорастания семян и многолетних растений. Нагреваясь, вода испаряется и переходит в газообразное состояние. Пар, поднимаясь в верхние слои атмосферы, охлаждается и выпадает в виде дождя.

Сезонные приспособления живых организмов

Живые организмы по-разному приспосабливаются к изменению температуры.

Однолетние растения переносят холодное время года в состоянии семян. Многолетние травянистые растения хранят запас питательных веществ в корнях. Древесные растения защищает кора. В клетках зимующих растений является растворенная глюкоза, что препятствует их промерзанию.

Доклад

на тему:

«Тепловые явления в природе

и в жизни человека»

Выполнила

ученица 8 «А» класса

Карибова А.В.

Армавир, 2010

Вокруг нас происходят явления, внешне весьма косвенно связанные с механическим движением. Это явления, наблюдаемые при изменении температуры тел или при переходе их из одного состояния (например, жидкого) в другое (твердое либо газообразное). Такие явления называются тепловыми. Тепловые явления играют огромную роль в жизни людей, животных и растений. Изменение температуры на 20-30° С при смене времени года меняет все вокруг нас. От температуры окружающей среды зависит возможность жизни на Земле. Люди добились относительной независимости от окружающей среды после того как научились добывать и поддерживать огонь. Это было одним из величайших открытий, сделанных на заре развития человечества.

История развития представлений о природе тепловых явлений - пример того, каким сложным и противоречивым путем постигают научную истину.

Многие философы древности рассматривали огонь и связанную с ним теплоту как одну из стихий, которая наряду с землей, водой и воздухом образует все тела. Одновременно предпринимались попытки связать теплоту с движением, так как было замечено, что при соударении тел или трении друг о друга они нагреваются.

Первые успехи на пути построения научной теории теплоты относятся к началу XVII в., когда был изобретен термометр, и появилась возможность количественного исследования тепловых процессов и свойств макросистем.

Вновь был поставлен вопрос о том, что же такое теплота. Наметились две противоположные точки зрения. Согласно одной из них - вещественной теории тепла, теплота рассматривалась как особого рода невесомая «жидкость», способная перетекать из одного тела к другому. Эта жидкость была названа теплородом. Чем больше теплорода в теле, тем выше температура тела.

Согласно другой точке зрения, теплота - это вид внутреннего движения частиц тела. Чем быстрее движутся частицы тела, тем выше его температура.

Таким образом, представление о тепловых явлениях и свойствах связывалось с атомистическим учением древних философов о строении вещества. В рамках таких представлений теорию тепла первоначально называли корпускулярной, от слова «корпускула» (частица). Ее придерживались ученые: Ньютон, Гук, Бойль, Бернулли.

Большой вклад в развитие корпускулярной теории тепла сделал великий русский ученый М.В. Ломоносов. Он рассматривал теплоту как вращательное движение частиц вещества. С помощью своей теории он объяснил в общем процессы плавления, испарения и теплопроводности, а также пришел к выводу о существовании «наибольшей или последней степени холода», когда движение частичек вещества прекращается. Благодаря работам Ломоносова среди русских ученых было очень мало сторонников вещественной теории теплоты.

Но все же, несмотря на многие преимущества корпускулярной теории теплоты, к середине XVIII в. временную победу одержала теория теплорода. Это произошло после того как экспериментально было доказано сохранение теплоты при теплообмене. Отсюда был сделан вывод о сохранении (неуничтожении) тепловой жидкости - теплорода. В вещественной теории было введено понятие теплоемкости тел и построена количественная теория теплопроводности. Многие термины, введенные в то время, сохранились и сейчас.

В середине XIX в. была доказана связь между механической работой и количеством теплоты. Подобно работе количество теплоты оказалось мерой изменения энергии. Нагревание тела связано не с увеличением в нем количества особой невесомой «жидкости», а с увеличением его энергии. Принцип теплорода был заменен гораздо более глубоким законом сохранения энергии. Было установлено, что теплота представляет собой форму энергии.

Значительный вклад в развитие теорий тепловых явлений и свойств макросистем внесли немецкий физик Р. Клаузиус (1822-1888), английский физик-теоретик Дж. Максвелл, австрийский физик Л. Больцман (1844-1906) и другие ученые.

Сложилось так, что природа тепловых явлений объясняется в физике двумя способами: термодинамический подход и молекулярно-кинетическая теория вещества.

Термодинамический подход рассматривает теплоту с позиции макроскопических свойств вещества(давление, температура, объём, плотность и т.д.).

Молекулярно-кинетическая теория связывает протекание тепловых яввлений и процессов с особенностями внутреннего строения вещества и изучает причины, которые обуславливают тепловое движение.

Итак, рассмотрим тепловые явления в жизни человека.

Нагревание и охлаждение, испарение и кипение, плавление и отвердевание, конденсация - все это примеры тепловых явлений.

Основной источник тепла на Земле - Солнце. Но, кроме того, люди используют много искусственных источников тепла: костер, печку, водяное отопление, газовые и электрические нагреватели и т.д.

Вы знаете, что если в горячий чай опустить холодную ложку, через некоторое время она нагреется. При этом чай отдаст часть своего тепла не только ложке, но и окружающему воздуху. Из примера ясно, что тепло может передаваться от тела, более нагретого к телу менее нагретому. Существует три способа передачи теплоты - теплопроводность, конвекция, излучение .

Нагревание ложки в горячем чае - пример теплопроводности . Все металлы обладают хорошей теплопроводностью.

Конвекцией передается тепло в жидкостях и газах. Когда мы нагреваем воду в кастрюле или чайнике, сначала прогреваются нижние слои воды, они становятся легче и устремляются вверх, уступая место холодной воде. Конвекция происходит в комнате, когда включено отопление. Горячий воздух от батареи поднимается, а холодный опускается.

Но ни теплопроводностью, ни конвекцией невозможно объяснить, как, например, далекое от нас Солнце нагревает Землю. В этом случае тепло передается через безвоздушное пространство излучением (тепловыми лучами).

Для измерения температуры используется термометр. В обычной жизни пользуются комнатными или медицинскими термометрами.

Когда говорят о температуре по Цельсию, то имеют в виду шкалу температур, в которой 0°С соответствует температуре замерзания воды, а 100°С - точка ее кипения.

В некоторых странах (США, Великобритания) используют шкалу Фаренгейта. В ней 212°F соответствуют 100°С. Перевод температуры из одной шкалы в другую не очень простой, но в случае необходимости каждый из вас сможет его выполнить самостоятельно. Чтобы перевести температуру по шкале Цельсия в температуру по шкале Фаренгейта, необходимо умножить температуру по Цельсию на 9, разделить на 5 и прибавить 32. Чтобы сделать обратный переход, из температуры по Фаренгейту необходимо вычесть 32, умножить остаток на 5 и разделить на 9.

В физике и астрофизике часто используют еще одну шкалу - шкалу Кельвина. В ней за 0 принята самая низкая температура в природе (абсолютный нуль). Она соответствует −273°С. Единица измерения в этой шкале - Кельвин (К). Чтобы перевести температуру по Цельсию в температуру по Кельвину, к градусам по Цельсию надо прибавить 273. Например, по Цельсию 100°, а по Кельвину 373 К. Для обратного перевода надо вычесть 273. Например, 0 К это −273°С.

Полезно знать, что температура на поверхности Солнца - 6000 К, а внутри - 15 000 000 К. Температура в космическом пространстве вдали от звезд близка к абсолютному нулю.

В природе мы являемся свидетелями тепловых явлений, но порой, не обращаем внимания на их сущность. Например, летом идёт дождь а зимой снег. Образуется роса на листьях. Появляется туман.

Знания о тепловых явлениях помогают людям конструировать обогреватели для домов, тепловые двигатели (двигатели внутреннего сгорания, паровые турбины, реактивные двигатели и т. д.), предсказывать погоду, плавить металл, создавать теплоизоляционные и термостойкие материалы, которые используются всюду - от постройки домов до космических кораблей.

Солнце Солнце это самая близкая к нам звезда. Благодаря ему на Земле есть жизнь. Оно даёт нам свет и тепло. Солнце в 109 раз больше нашей планеты, его диаметр составляет км. Масса нашего дневного светила равна почти 2·10 30 кг. У Солнца нет твёрдой поверхности, оно представляет собой раскалённый газовый шар. Солнце это самая близкая к нам звезда. Благодаря ему на Земле есть жизнь. Оно даёт нам свет и тепло. Солнце в 109 раз больше нашей планеты, его диаметр составляет км. Масса нашего дневного светила равна почти 2·10 30 кг. У Солнца нет твёрдой поверхности, оно представляет собой раскалённый газовый шар. Состоит этот шар в основном из водорода и гелия. Температура на его поверхности около °C, в центре (в ядре) °C. При такой температуре происходят химические реакции (их называют термоядерными), в которых водород превращается в гелий, при этом выделяется огромное количество энергии. Можно сказать, что водород это топливо, горение которого и даёт энергию, которая позволяет Солнцу светить и излучать тепло. Состоит этот шар в основном из водорода и гелия. Температура на его поверхности около °C, в центре (в ядре) °C. При такой температуре происходят химические реакции (их называют термоядерными), в которых водород превращается в гелий, при этом выделяется огромное количество энергии. Можно сказать, что водород это топливо, горение которого и даёт энергию, которая позволяет Солнцу светить и излучать тепло. Изображение Солнца, полученное 14 сентября 1997 года с борта беспилотной космической обсерватории SOHO (США).

Почему во многих регионах нашей планеты на смену теплому лету приходит сначала прохладная осень, а затем морозная зима? Почему в разное время года солнце греет по-разному: в жаркий летний полдень от палящих солнечных лучей хочется укрыться в тени, а во время зимних морозов даже в погожий денёк можно замерзнуть? Почему во многих регионах нашей планеты на смену теплому лету приходит сначала прохладная осень, а затем морозная зима? Почему в разное время года солнце греет по-разному: в жаркий летний полдень от палящих солнечных лучей хочется укрыться в тени, а во время зимних морозов даже в погожий денёк можно замерзнуть? Это объясняется тем, что орбита вращения Земли вокруг Солнца представляет собой эллипс. Земная ось наклонена к плоскости орбиты под углом 66°33. То есть получается, что одну половину года солнечные лучи падают более отвесно и сильнее нагревают Северное полушарие, а другую половину года Южное. Соответственно, в том полушарии, которое больше нагревается и освещается Солнцем, наступает лето. Когда в Южном полушарии летняя пора, в Северном катаются на лыжах. Это объясняется тем, что орбита вращения Земли вокруг Солнца представляет собой эллипс. Земная ось наклонена к плоскости орбиты под углом 66°33. То есть получается, что одну половину года солнечные лучи падают более отвесно и сильнее нагревают Северное полушарие, а другую половину года Южное. Соответственно, в том полушарии, которое больше нагревается и освещается Солнцем, наступает лето. Когда в Южном полушарии летняя пора, в Северном катаются на лыжах. Из-за кривизны земной поверхности энергия равных потоков А и В распределяется на большие площади, в то время как энергия потока Б концентрируется на меньшей, поэтому на территории Б, будет теплее, чем на А и В. На рисунке изображено положение Земли 21 июня, когда лучи Солнца на Северном тропике падают отвесно.

Времена года: занимательные факты Более половины населения земного шара никогда не видело снега, разве только на фотографиях. Более половины населения земного шара никогда не видело снега, разве только на фотографиях. Весна движется со скоростью примерно 50 километров в сутки. Это определено по наблюдениям за соцветием отдельных растений. Весна движется со скоростью примерно 50 километров в сутки. Это определено по наблюдениям за соцветием отдельных растений.

Районы полюсов Земли Солнце никогда не освещает достаточно сильно, его лучи как бы соскальзывают с поверхности земного шара, поэтому здесь практически нет различий между временами года и царит вечная зима. Районы полюсов Земли Солнце никогда не освещает достаточно сильно, его лучи как бы соскальзывают с поверхности земного шара, поэтому здесь практически нет различий между временами года и царит вечная зима. На экваторе времена года тоже не слишком отличаются друг от друга только в этих районах постоянно жарко, и часто идут дожди. Это вызвано тем, что на экваторе солнечные лучи падают на Землю круглый год почти отвесно. На экваторе времена года тоже не слишком отличаются друг от друга только в этих районах постоянно жарко, и часто идут дожди. Это вызвано тем, что на экваторе солнечные лучи падают на Землю круглый год почти отвесно.

Солнечно-земные связи Земля является третьей планетой Солнечной системы, находящейся на расстоянии около 150 млн. км от Солнца, Земля получает примерно одну двухмиллиардную часть излучаемой им энергии. Земля является третьей планетой Солнечной системы, находящейся на расстоянии около 150 млн. км от Солнца, Земля получает примерно одну двухмиллиардную часть излучаемой им энергии. Жизнь на Земле была бы невозможна без жидкой воды и атмосферы. Атмосфера защищает Землю от вредного излучения Солнца, пропуская тепло и свет. Благодаря этому на Земле не бывает слишком жарко или холодно. Процессы испарения и конденсации воды играют не менее важную роль в процессах глобального теплообмена. Жизнь на Земле была бы невозможна без жидкой воды и атмосферы. Атмосфера защищает Землю от вредного излучения Солнца, пропуская тепло и свет. Благодаря этому на Земле не бывает слишком жарко или холодно. Процессы испарения и конденсации воды играют не менее важную роль в процессах глобального теплообмена. Вид Солнца с Земли

Атмосфера Земли Атмосфера Земли - массивная воздушная оболочка, вращающаяся вместе с ней и состоящая в основном из азота и кислорода. В нижних 20 км содержится водяной пар (у земной поверхности от 3% в тропиках до 2·10 -5 % в Антарктиде), количество которого с высотой быстро убывает. Неравномерность её нагревания способствует общей циркуляции атмосферы, которая влияет на погоду и климат Земли. Атмосфера Земли - массивная воздушная оболочка, вращающаяся вместе с ней и состоящая в основном из азота и кислорода. В нижних 20 км содержится водяной пар (у земной поверхности от 3% в тропиках до 2·10 -5 % в Антарктиде), количество которого с высотой быстро убывает. Неравномерность её нагревания способствует общей циркуляции атмосферы, которая влияет на погоду и климат Земли. В атмосфере осуществляются влагооборот и фазовые превращения воды, происходит движение воздушных масс. В атмосфере осуществляются влагооборот и фазовые превращения воды, происходит движение воздушных масс. Так выглядит земная атмосфера из космоса. Она защищает нас от космического холода и многих видов солнечного излучения, пропуская лишь то, которое нам полезно: тепло и свет. Состоит атмосфера из различных газов, но больше всего в ней азота и кислорода, заметно меньше углекислого газа. Такие условия на Земле обеспечивают существование живых организмов.

Нагревание атмосферы сверху Водяной пар и углекислый газ, присутствующие в атмосфере, пропускают видимое излучение Солнца, но поглощают инфракрасное (тепловое), поэтому атмосфера нагревается сверху. Тепловая энергия накапливается главным образом в нижних слоях атмосферы. Подобный эффект возникает в теплице, когда стекло пропускает свет внутрь и почва нагревается. Нагрев нижних слоёв атмосферы за счет присутствия водяного пара и углекислого газа часто называют парниковым эффектом. Водяной пар и углекислый газ, присутствующие в атмосфере, пропускают видимое излучение Солнца, но поглощают инфракрасное (тепловое), поэтому атмосфера нагревается сверху. Тепловая энергия накапливается главным образом в нижних слоях атмосферы. Подобный эффект возникает в теплице, когда стекло пропускает свет внутрь и почва нагревается. Нагрев нижних слоёв атмосферы за счет присутствия водяного пара и углекислого газа часто называют парниковым эффектом. Установлено, что природный парниковый эффект обеспечивает в настоящее время поддержание средней температуры на поверхности Земли на 33° C выше той, которая наблюдалась бы в отсутствие атмосферного покрова. Установлено, что природный парниковый эффект обеспечивает в настоящее время поддержание средней температуры на поверхности Земли на 33° C выше той, которая наблюдалась бы в отсутствие атмосферного покрова.

Нагревание атмосферы снизу Вода, находящаяся на поверхности Земли, поглощает солнечную энергию и испаряется, превращаясь в газ – водяной пар, который, поднимаясь вверх за счёт конвекции, выносит огромное количество энергии в нижние слои атмосферы. При конденсации водяного пара и образовании при этом облаков или тумана эта энергия освобождается в виде тепла. Около половины солнечной энергии, достигающей земной поверхности, расходуется на испарение воды и так же поступает в нижние слои атмосферы. Вода, находящаяся на поверхности Земли, поглощает солнечную энергию и испаряется, превращаясь в газ – водяной пар, который, поднимаясь вверх за счёт конвекции, выносит огромное количество энергии в нижние слои атмосферы. При конденсации водяного пара и образовании при этом облаков или тумана эта энергия освобождается в виде тепла. Около половины солнечной энергии, достигающей земной поверхности, расходуется на испарение воды и так же поступает в нижние слои атмосферы. Существенную роль в сохранении тепла в нижних слоях атмосферы играет облачность: если облака рассеиваются температура неизбежно понижается по мере того, как поверхность Земли беспрепятственно излучает тепловую энергию в окружающее пространство. Существенную роль в сохранении тепла в нижних слоях атмосферы играет облачность: если облака рассеиваются температура неизбежно понижается по мере того, как поверхность Земли беспрепятственно излучает тепловую энергию в окружающее пространство.

Тепловые явления в природе Так как температура земной поверхности обычно не равна температуре воздуха над ней, то между поверхностью Земли и атмосферой возникает теплообмен, так же как между земной поверхностью и более глубокими слоями литосферы или гидросферы. Мощным накопителем тепла и регулятором теплового режима Земли является Мировой океан. Если бы океана не было, средняя температура поверхности Земли составила бы -21 °С, то есть была бы на 36° ниже той, которая имеется в действительности. Так как температура земной поверхности обычно не равна температуре воздуха над ней, то между поверхностью Земли и атмосферой возникает теплообмен, так же как между земной поверхностью и более глубокими слоями литосферы или гидросферы. Мощным накопителем тепла и регулятором теплового режима Земли является Мировой океан. Если бы океана не было, средняя температура поверхности Земли составила бы -21 °С, то есть была бы на 36° ниже той, которая имеется в действительности. В результате энергообмена между Солнцем, Землёй и атмосферой в гигантских масштабах происходят не только процессы передачи энергии от более нагретых тел к менее нагретым, но и фазовые превращения: испарение и конденсация, плавление и кристаллизация, сублимация. В результате энергообмена между Солнцем, Землёй и атмосферой в гигантских масштабах происходят не только процессы передачи энергии от более нагретых тел к менее нагретым, но и фазовые превращения: испарение и конденсация, плавление и кристаллизация, сублимация.

Тепловой баланс Земли В результате сложного энергетического обмена между земной поверхностью, атмосферой и межпланетным пространством каждый из этих компонентов получает в среднем столько же энергии от двух других, сколько теряет сам. Следовательно, ни земная поверхность, ни атмосфера не испытывают ни приращения, ни убывания энергии: здесь работает закон сохранения энергии. В результате сложного энергетического обмена между земной поверхностью, атмосферой и межпланетным пространством каждый из этих компонентов получает в среднем столько же энергии от двух других, сколько теряет сам. Следовательно, ни земная поверхность, ни атмосфера не испытывают ни приращения, ни убывания энергии: здесь работает закон сохранения энергии.

За последние сто лет температура воздуха на планете выросла примерно на полградуса, что большинство ученых связывают с «парниковым эффектом» техногенного происхождения. Однако наблюдались и значительные колебания климата, в частности потепление в 1940-х и похолодание в 1960-х годах. Очень сложно предсказать, каким будет климат в ближайшие десятилетия, т. к. общее повышение температуры на Земле определяется множеством взаимосвязанных факторов. За последние сто лет температура воздуха на планете выросла примерно на полградуса, что большинство ученых связывают с «парниковым эффектом» техногенного происхождения. Однако наблюдались и значительные колебания климата, в частности потепление в 1940-х и похолодание в 1960-х годах. Очень сложно предсказать, каким будет климат в ближайшие десятилетия, т. к. общее повышение температуры на Земле определяется множеством взаимосвязанных факторов. Природа в цифрах Самое жаркое место в мире – Долина Смерти в штате Калифорния США. Температура выше 49 °С держалась здесь 43 дня подряд. А самые холодные места в мире это вовсе не географические полюсы, а так называемые полюсы холода. Это Оймякон в Якутии и район в Антарктиде близ научной станции «Восток». Там мороз доходит до -89 °С. А средняя температура самого холодного месяца января составляет около -50 °С. Самое жаркое место в мире – Долина Смерти в штате Калифорния США. Температура выше 49 °С держалась здесь 43 дня подряд. А самые холодные места в мире это вовсе не географические полюсы, а так называемые полюсы холода. Это Оймякон в Якутии и район в Антарктиде близ научной станции «Восток». Там мороз доходит до -89 °С. А средняя температура самого холодного месяца января составляет около -50 °С.

Использованные информационные ресурсы Детская энциклопедия Кирилла и Мефодия 2006 (2CD) Детская энциклопедия Кирилла и Мефодия 2006 (2CD) Большая энциклопедия 2008 (3CD) Большая энциклопедия 2008 (3CD) Иллюстрированный энциклопедический словарь на CD и др. Иллюстрированный энциклопедический словарь на CD и др.