Номер 8, страница 21 - гдз по физике 8 класс учебник Исаченкова, Громыко

8. Маша доказывает, что в жару в белой одежде прохладнее, чем в черной, поскольку она меньше поглощает солнечной энергии. Дима считает, что лучше носить черную одежду, так как она больше излучает. Кто из ребят прав? Почему?

В этом споре оба, и Маша, и Дима, опираются на верные физические принципы, но приходят к разным выводам. Давайте разберемся, чей аргумент является решающим в данной ситуации.

Аргумент Маши: Белая одежда меньше поглощает солнечную энергию.

Это утверждение абсолютно верно. Белые поверхности имеют высокую отражательную способность (альбедо) и, соответственно, низкую поглощательную способность для видимого света и большей части солнечного спектра. Отражая большую часть падающих солнечных лучей, белая одежда нагревается значительно меньше, чем черная. Это основной способ защиты от перегрева под прямыми солнечными лучами.

Аргумент Димы: Черная одежда больше излучает.

Это утверждение также верно. Согласно закону Кирхгофа для теплового излучения, тело, которое хорошо поглощает энергию, так же хорошо её и излучает. Черные тела являются почти идеальными поглотителями и, следовательно, лучшими излучателями тепла по сравнению с белыми (при одинаковой температуре). Это означает, что черная одежда будет эффективнее отдавать тепло, полученное как от солнца, так и от тела человека, в окружающую среду.

Кто же прав?

Чтобы определить, в какой одежде будет прохладнее, нужно сравнить два процесса: поглощение энергии от Солнца и излучение энергии одеждой. Главным источником тепла в жаркий солнечный день является Солнце. Мощность солнечного излучения очень велика.

Черная одежда поглотит гораздо больше солнечной энергии, чем белая. Хотя она и будет излучать эту энергию эффективнее, чем белая, этого излучения будет недостаточно, чтобы компенсировать огромное количество поглощенной энергии. В результате температура черной одежды (и воздуха под ней) станет значительно выше, чем у белой.

Белая одежда, отражая большую часть солнечного света, изначально предотвращает сильный нагрев. И хотя она хуже излучает тепло, ей и не нужно избавляться от такого большого количества избыточной энергии, как черной.

Таким образом, доминирующим фактором является поглощение солнечного излучения. Чтобы не перегреваться на солнце, важнее всего минимизировать количество поглощаемого тепла. С этой задачей лучше справляется белая одежда.

Поэтому Маша права.

Ответ: Права Маша. В жаркий солнечный день основной приток тепла к человеку идет от Солнца. Белая одежда отражает большую часть солнечных лучей и поглощает мало энергии, поэтому она почти не нагревается. Черная одежда, наоборот, поглощает почти все солнечное излучение и сильно нагревается. Хотя черная одежда и лучше излучает тепло, чем белая, этот эффект не может скомпенсировать значительно большее количество поглощенной солнечной энергии. В результате в белой одежде на солнце прохладнее.