Задание №5 — ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ
Два одинаковых спиртовых термометра выставлены на солнце. Резервуар первого термометра закопчён (покрыт сажей), а второго – нет. Одинаковую ли температуру показывают термометры?
Если термометры одинаковые, то они должны показывать одинаковую температуру.
Первый термометр показывает более высокую температуру, так как сажа поглощает практически всё падающее на неё солнечное излучение, и резервуар со спиртом интенсивно нагревается.
Второй термометр показывает более высокую температуру, так как прозрачное стекло резервуара пропускает все солнечные лучи к спирту, и спирт интенсивно нагревается.
Второй термометр показывает более низкую температуру, так как теплоёмкость прозрачного стекла меньше теплоёмкости закопчённого стекла.
Правильный ответ
2
Пояснение
Решение.
Для решения данной задачи необходимо рассмотреть процесс передачи энергии от Солнца к термометрам и то, как свойства поверхности влияют на этот процесс.
1. Физическое явление: Передача энергии от Солнца к телам на Земле происходит путём излучения. Когда излучение падает на поверхность тела, оно может частично отражаться, частично поглощаться и частично проходить насквозь.
2. Влияние цвета поверхности: Из курса физики известно, что тела с тёмной (особенно матовой чёрной) поверхностью поглощают энергию излучения гораздо лучше, чем светлые или прозрачные тела. Сажа является практически идеальным поглотителем солнечного излучения.
3. Сравнение термометров:
— Резервуар первого термометра покрыт сажей (закопчён). Сажа активно поглощает энергию падающих солнечных лучей, преобразуя её во внутреннюю энергию. В результате резервуар и находящийся в нём спирт нагреваются быстрее и до более высокой температуры.
— Резервуар второго термометра сделан из обычного прозрачного стекла. Значительная часть солнечных лучей проходит сквозь стекло или отражается от него, поэтому такой термометр нагревается излучением менее интенсивно.
4. Вывод: Первый термометр (с закопчённым резервуаром) будет показывать более высокую температуру, так как он эффективнее поглощает энергию солнечного излучения.
Таким образом, верным является утверждение № 2.
Ответ: 2
Источник: ФИПИ