Вологість, тепло, холод, погода. Питання та відповіді

Н. П. Крохіна, ЗОШ № 8, м. Кривий Ріг, Дніпропетровська обл.


1 Вологе повітря містить великий відсоток молекул води. Тому, здавалося б, воно повинне мати більшу густину порівняно із сухим. Так чи ні?
 
Кількість молекул газу, які містяться в певному об’ємі, залежить тільки від температури газу і його тиску та не залежить від виду газу. Тому в літрі вологого повітря міститься стільки ж молекул, скільки в літрі сухого (за поданих температури й тиску). Інакше кажучи, у вологому повітрі деякі молекули кисню та азоту заміщують молекули води, але останні легші від перших (молярна маса води — 18, а повітря — 29); тому вологе повітря легше від сухого.
 
 
2 Впливає чи ні вітер на показання термометра?
 
Вітер — це переміщення повітря над поверхнею Землі. Якщо температура повітря, яке рухається, така сама, що й у довкіллі, і термометр сухий, то вітер не діє на показання термометра. В інших випадках він діє на термометр.
 
 
3 Чому після дуже хмарної ночі не утворюються іній і роса?
 
За сильно хмарної погоди частина теплового випромінювання Землі відбивається від хмар до ґрунту й не допускає сильного (до точки роси) зниження температури земної поверхні й повітря.
 
 
4 Чому влітку опади випадають зазвичай у вигляді дощу чи граду?
 
Улітку температура повітря біля поверхні Землі значно вища від 0 °C. У високих та холодних шарах атмосфери формуються кристалики льоду; падаючи, вони проходять через нижні теплі шари повітря, тануть, і опади випадають у вигляді дощу. Якщо кристали великі, то за час падіння вони не встигають розтанути й доходять до поверхні Землі у вигляді граду.
 
 
5 Чому людина легше переносить сильну спеку в сухих місцях, ніж у вологих, болотистих?
 
За однакової температури в сухих місцях відносна вологість повітря нижча, ніж у вологих, болотистих. Тому там випаровування вологи з поверхні шкіри людини відбувається інтенсивніше, перешкоджаючи підвищенню температури понад норму.
 
 
6 Чим пояснити, що на півночі зима й холод настають тоді, коли Земля найближча до Сонця?
 
Оскільки освітленість поверхні прямо пропорційна косинусу кута між нормаллю до неї й напрямком падаючих променів, а Сонце взимку на півночі низько стоїть над горизонтом, узимку кількість сонячної енергії, яка припадає на цю ділянку Землі, мала; кількість цієї енергії залежить також від тривалості освітлення, а тривалість дня взимку менша від тривалості ночі. Потік сонячної енергії, який падає на Землю, змінюється залежно від відстані до Сонця, але ця зміна в поданому випадку не суттєва, оскільки орбіта Землі мало чим відрізняється від кола.
 
 
7 Декілька днів у 1925 р. Лондон був оповитий густим і чорним туманом (смогом), і видимість була мінімальною — у місті загинуло близько 4 тисяч осіб. За останній час лондонські тумани стали відносно слабкими. Одна з причин цього полягає в тому, що зараз там для опалення дуже рідко використовують вугілля. Поясніть цей факт.
 
Туман виникає тоді, коли вологе повітря, випромінюючи тепло в простір, охолоджується, надлишок водяної пари конденсується. Коли в повітрі міститься велика кількість центрів конденсації (наприклад, частинки вугільного пилу), то відбувається інтенсивна конденсація й за вологості, нижчої від 100 %, і виникає густий туман. Якщо до того ж шар теплового повітря розташований над шаром холодного, то промислові забруднення до крапельок вологи утримуються поблизу Землі, породжуючи смог. Зменшення кількості котелень, які викидають в атмосферу продукти згоряння вугілля, помітно знижує кількість центрів конденсації.
 
 
8 Чому, якщо взимку за сильного морозу доторкнутися пальцями до металу, вони прилипнуть, а якщо доторкнутися до деревини — ні?
 
Теплопровідність металу велика, тому за взаємодії тепло від пальців до металу переходить інтенсивно, їхня температура швидко знижується, а оскільки шкіра волога, пальці примерзають до металу. У деревини ж теплопровідність менша, тож зниження температури пальців відбувається повільно, тому ефекту прилипання не виникає.
 
 
9 Чому на вершині гори холодніше, ніж біля її підніжжя? Хіба на одиницю поверхні вершини потрапляє менше сонячної енергії, ніж біля підніжжя? Хіба з вершини холодне повітря не спускається до підніжжя й не охолоджує його?
 
На одиницю площі вершини гори припадає більше сонячної енергії, ніж біля підніжжя, оскільки частина енергії сонячних променів, проходячи через шар атмосфери, поглинається й розсіюється ними. Незважаючи на це, на вершині прохолодніше, ніж біля підніжжя. Це пояснюється двома обставинами: по-перше, піднімаючись схилом гори, повітря, потрапляючи вгору, в область низького тиску, адіабатно розширюється й охолоджується, а повітря, яке опускається з вершини до підніжжя гори, навпаки, потрапляючи в область високого тиску, стискується й нагрівається; по-друге, повітряне покривало, огортаючи земну поверхню й відбиваючи частину її теплового випромінювання, над вершиною більш тонке, ніж біля підніжжя.
 
 
10 Учень виготовив оригінальний пристрій, який незвичайним способом передбачав погоду. Пристрій — це будиночок, з якого перед бурею (або дощем) з’являлася фігурка чоловіка, а за гарної погоди — фігурка жінки. Як зроблений такий пристрій? Як він працюватиме в дуже вологому приміщенні, наприклад у лазні?
 
Оскільки перед дощем вологість повітря підвищується, а за ясної сонячної погоди знижується, то пристрій має бути психрометром, чутливим елементом у якому слугує, наприклад, шматочок скрученого кетгуту — матеріалу, довжина волокон якого змінюється залежно від вологості. Цей шматочок і рухає фігурки чоловіка й жінки. За встановлення пристрою в лазні, де відносна вологість повітря висока — завжди близько 100 %, постійно буде з’являтися фігурка чоловіка.
Dounload PDF

Відгуки читачів