Почему темные тела нагреваются сильнее, чем светлые?

В презентации полностью представлена работа по теме "Излучение", с которой ученица выступала на городском соревновании " ЮНИОР 2012" по направлениюТОЧНЫЕ НАУКИ в секции ФИЗИКА. В работе представлена теоритическая часть, опыты и практическое ипользование. Работа была признана одной из лучших и заняла почетное второе место .

Скачать:

Подписи к слайдам:

Почему темные тела сильнее нагреваются, чем светлые ? Работу выполнила : Скарлухина Александра ученица 4 «В» класса МБОУ «СОШ №37» г. Кемерово Руководитель: Скарлухина Майя Кирилловна, учитель физики МБОУ «СОШ № 37» г.Кемерово

Цель: выяснить, как разные тела поглощают и излучают энергию. Задачи: Изучить , каким образом тепло передается от Солнца к земле? Проверить, какие тела сильнее нагреваются - черные или белые? Исследовать зависимость температуры от расстояния до источника излучения. Объект исследования: это явление излучения. Предмет исследования: тела с черной и светлой поверхностью. Методы исследования: наблюдение, измерение, описание.

Всем хорошо известно, что Солнце является основным источником тепла на Земле. Каким же образом тепло передается от Солнца к Земле? Ведь Земля находится от него на расстоянии 150 миллионов километров. Все это пространство за пределами нашей атмосферы содержит очень разряженное вещество (вакуум- пустота).

Как известно, в вакуме перенос энергии путем теплопроводности (при тесном контакте нагретых и холодных частей тела) практически невозможен . Не может происходить он и за счет конвекции ( потоками нагретого вещества) Здесь осуществляется еще один вид теплопередачи- излучение Излучение –процесс передачи Энергии от нагретого тела к холодному, который может осуществляться в вакууме

Излучение - это перенос энергии путем испускания электромагнитных волн. Это могут быть солнечные лучи, а также лучи, испускаемые нагретыми телами, находящимися вокруг нас. Эти лучи называют тепловым излучением.

Когда излучение, распространяясь от тела-источника, достигает других тел, то часть его отражается, а часть ими поглощается. При поглощении энергия теплового излучения превращается во внутреннюю энергию тел, и они нагреваются.

Все окружающие нас предметы излучают тепло в той или иной мере. Энергию излучают все тела: и сильно нагретые и слабо.

Тепловое ( инфракрасное ) излучение не воспринимается глазом. У тел с низкой температурой излучение слабее . При повышении температуры тела тепловое излучение увеличивается, т.е. чем выше температура тела, тем интенсивнее тепловое излучение. Теплопередача способом излучения возможна в любом веществе и в вакууме. Все тела излучают энергию и остывают . Тела способны не только излучать, но и поглощать тепловое излучение, при этом они нагреваются.

Темные тела лучше поглощают излучение , чем светлые (или имеющие зеркальную, полированную поверхность), и лучше излучают . Светлые и темные поверхности тел поглощают излучение по разному

Опыт 1 . положила под лоскутки черной и белой ткани термометр и пронаблюдала в Течение определенного времени за изменением температуры, записала измерения в таблицу.

Результаты показали , что черная ткань нагрелась сильнее. Время, мин 3 6 9 12 15 18 21 24 t – ра черн . ткань 28 31 34 37 40 43 47 50 t - ра бел. ткань 26 28 31 35 37 40 43 45 Таблица 1

Опыт 2. Нашла две одинаковые чашки, одну снаружи покрасила черной гуашью, а вторую белой. Налила одинаковое количество горячей воды и проверила, в какой из них вода остынет быстрее. Данные тоже занесла в таблицу.

В черной чашке вода остывала быстрее. Время, мин t - ра Бел.круж t - ра Черн.круж Время, мин t- ра Бел.круж t - ра Бел.круж 5 70 70 55 37 36 10 65 65 60 36 35 15 58 57 65 35 34 20 54 53 70 35 33 25 51 50 75 34 32 30 48 47 80 33 31 35 45 44 85 31 30 40 43 42 90 30 29 45 41 40 95 29 28 50 39 38 100 28 27 Таблица 2

Опыт 3. И спользуя настольную лампу и термометр, измеряла температуру под лучами лампы в различных точках, постепенно приближаясь к ней. Построила график зависимости температуры от расстояния.

Чем ближе к источнику излучения, тем выше температура и сильнее излучение. График 1

ОПЫТЫ ПОКАЗЫВАЮТ: - темные тела лучше нагреваются излучением, чем блестящие; - мощность излучения зависит не только от температуры излучающего тела, но и от его цвета. Сильнее всего излучают при данной температуре черные тела, гораздо слабее — белые. - характер излучения зависит от температуры тела.

Заключение Способность тел по разному поглощать энергию излучения находит широкое применение в быту и технике. Поверхность дирижаблей, крылья самолетов красят серебристой краской, чтобы они меньше нагревались солнечными лучами.

Поэтому мы летом предпочитаем носить светлую одежду. Практически вся бытовая техника в наших домах белого цвета, чтобы не перегревалась.

Если же наоборот необходимо использовать солнечную энергию, например, в солнечных батареях на искусственных спутниках Земли, на электростанциях, Работающих от солнечной энергии, то эти части Приборов окрашивают в темный цвет.

Знаете ли вы? Змеи отлично воспринимают тепловое излучение, но не глазами, а кожей. Поэтому и в полной темноте они способны обнаружить теплокровную жертву. Гремучие змеи и сибирские щитомордники реагируют на изменения температуры до тысячной доли градуса. Глаза таракана чувствуют колебания температуры в сотую долю градуса.

Созданы материалы, с помощью которых можно превращать тепловое излучение в видимое. Их используют при изготовлении Специальной фотопленки для съемки в абсолютной темноте и в приборах ночного видения - тепловизорах . 80 процентов тепла тела излучается головой человека! На каждый квадратный метр земной поверхности попадает около 1 кВт тепловой энергии солнца, что достаточно, чтобы вскипятить чайник за считанные минуты !