Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 17 № 3314
i

Про­чи­тай­те текст и вы­пол­ни­те за­да­ния 16, 17 и 18.

От­кры­тие по­гло­ще­ния ин­фра­крас­ных лучей (по Дж. Тин­да­лю)

От­кры­тие термо-ЭДС, воз­ни­ка­ю­щей при на­гре­ве кон­так­та двух раз­но­род­ных ме­тал­лов (тер­мо­па­ры), сде­ла­ло воз­мож­ным ис­сле­до­ва­ние ин­фра­крас­ных (теп­ло­вых) лучей. Тер­мо­дат­чик (по­сле­до­ва­тель­но со­единённые тер­мо­па­ры) при на­гре­ва­нии теп­ло­вы­ми лу­ча­ми вы­ра­ба­ты­ва­ет ЭДС, из­ме­ря­е­мую галь­ва­но­мет­ром. По от­кло­не­нию стрел­ки судят о сте­пе­ни на­гре­ва.

Рис. 1. Ис­сле­до­ва­ние про­зрач­но­сти твёрдых те

На рис. 1 по­ка­за­на схема ис­сле­до­ва­ния про­зрач­но­сти твёрдых тел для теп­ло­вых лучей. Пред­по­ла­га­лось, что ком­нат­ный воз­дух них про­зра­чен. В ка­че­стве ис­точ­ни­ка из­лу­че­ния ис­поль­зо­ва­лись на­гре­тое тело, пламя и т. п. По за­ко­ну Вина с по­ни­же­ни­ем тем­пе­ра­ту­ры тела мак­си­мум из­лу­че­ния сме­ща­ет­ся в сто­ро­ну длин­ных волн: \lambda_max= дробь: чис­ли­тель: b, зна­ме­на­тель: T конец дроби , где b  =  2897 мкм × К, Т  — тем­пе­ра­ту­ра в кель­ви­нах. В опыте ис­сле­ду­е­мая пла­сти­на (рис. 1) пе­ре­кры­ва­ла от­вер­стие диа­фраг­мы. Ока­за­лось, что про­зрач­ные для ви­ди­мо­го света окон­ное стек­ло не­про­зрач­но для теп­ло­вых лучей. Пла­сти­на гор­но­го хру­ста­ля про­пус­ка­ет: 38% из­лу­че­ния от пла­ме­ни (T ≈ 1200 K), 6%  — от меди, на­гре­той до 400 ºС и 3%  — меди, на­гре­той до 100 ºС. Пла­сти­на ка­мен­ной соли (NaCl) про­пус­ка­ет более 92% лучей, ис­пус­ка­е­мых и пла­ме­нем, и на­гре­той медью (от 100 ºС до 400 ºС).

Рис. 2. Ис­сле­до­ва­ние про­зрач­но­сти газов

При изу­че­нии про­зрач­но­сти газов, на­при­мер, СО2, в ци­лин­дре АВ в ка­че­стве «окон» ис­поль­зо­ва­лись кри­стал­лы NaCl (рис. 2, торцы ци­лин­дра). В от­ка­чан­ный ци­линдр через кран впус­ка­ли пред­ва­ри­тель­но осу­шен­ные (про­шед­шие через труб­ки U) газы. После этого уби­ра­ли экран Т, за­кры­ва­ю­щий за­чернённый сажей куб с ки­пя­щей водой С. По от­кло­не­нию стрел­ки галь­ва­но­мет­ра су­ди­ли о сте­пе­ни по­гло­ще­ния лучей.

Не­про­зрач­ность паров воды для ин­фра­крас­ных лучей иг­ра­ет су­ще­ствен­ную роль в при­ро­де. Пер­вые на­блю­де­ния были про­де­ла­ны Р. Стрей­чи в марте 1850 г. Он из­ме­рял па­де­ние тем­пе­ра­ту­ры воз­ду­ха (∆t) от вос­хо­да до за­хо­да Солн­ца на от­кры­том воз­ду­хе при аб­со­лют­но ясном небе с по­мо­щью тер­мо­мет­ра, фик­си­руя в жур­на­ле на­блю­де­ний пар­ци­аль­ное дав­ле­ние во­дя­ных паров (аб­со­лют­ную влаж­ность).

 

По­ни­же­ние тем­пе­ра­ту­ры воз­ду­ха после за­хо­да Солн­ца при
раз­лич­ной аб­со­лют­ной влаж­но­сти воз­ду­ха
pвод. пар, мм рт. ст.22,621,620,419,018,016,715,414,111,0
Δt, ºС3,33,94,64,75,77,06,77,39,2

 

Было по­ка­за­но, что по­гло­ще­ние ин­фра­крас­ных лучей во­дя­ным паром пре­пят­ству­ет осты­ва­нию ат­мо­сфер­но­го воз­ду­ха.

Изу­че­ние при­чин воз­ник­но­ве­ния пар­ни­ко­во­го эф­фек­та, а имен­но по­гло­ще­ние теп­ло­вых лучей во­дя­ным паром и уг­ле­кис­лым газом, было на­ча­то фи­зи­ка­ми в се­ре­ди­не XIX века.

Тем­пе­ра­ту­ра воз­ду­ха перед за­хо­дом Солн­ца по на­блю­де­ни­ям Р. Стрей­чи со­ста­ви­ла 26 ºС, к утру она упала на 7 ºС. Какой была аб­со­лют­ная влаж­ность воз­ду­ха?

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

По таб­ли­це на­хо­дим, что при тем­пе­ра­ту­ре росы (в за­да­че это 7 °С) дав­ле­ние во­дя­ных паров равно 16,7 мм рт. ст. Это и есть аб­со­лют­ная влаж­ность воз­ду­ха.

 

Ответ: 16,7.

Источник: ВПР 2020 год по фи­зи­ке 11 класс. Ва­ри­ант 3
Раздел кодификатора ФИПИ: 8 Влаж­ность воз­ду­ха
1
Тип 16 № 3313
i

Вставь­те в пред­ло­же­ние про­пу­щен­ные слова (сло­во­со­че­та­ния), ис­поль­зуя ин­фор­ма­цию из тек­ста.

В опыте Дж. Тин­да­ля пред­по­ла­га­лось, что воз­дух для теп­ло­вых лучей. Ис­точ­ни­ком ин­фра­крас­но­го из­лу­че­ния в опыте слу­жи­ли .


2
Тип 18 № 3315
i

Р. Стрей­чи провёл в Мад­расе на­блю­де­ния над па­де­ни­ем тем­пе­ра­ту­ры ночью при ясном небе и подъёмом днев­ной тем­пе­ра­ту­ры в сол­неч­ный день. Из его дан­ных сле­до­ва­ло, что уве­ли­че­ние аб­со­лют­ной влаж­но­сти воз­ду­ха при­мер­но в два раза умень­ша­ло осты­ва­ние ноч­но­го воз­ду­ха в 2,75 раза, а про­грев днев­но­го воз­ду­ха также умень­ша­ло, но толь­ко в 2 раза. При­ве­ди­те объ­яс­не­ние ис­хо­дя из опы­тов Тин­да­ля и за­ко­на Вина.