Лабораторная работа №6.
Парниковый эффект – существует ли он?
Цель работы
Моделирование парникового эффекта и получение в результате эксперимента увеличения температуры.
Должны обнаружить, что лист черной бумаги, закрывающий стеклянный сосуд с водой, заметно увеличивает нагрев воды. Все другие параметры поддерживаются постоянными.
Задание
Изучить смысл парникового эффекта
Зафиксировать нагрев стеклянного сосуда прямым солнечным светом и с черной бумагой на задней стенке сосуда
Комплектующие, необходимые для проведения эксперимента:
Лампа 60 – 100 Вт
Стеклянный сосуд высотой около 15 см и диаметром 7,5 см
Черная бумага
Картон
Ножницы
Термометр –100 С – 500 С
Лист бумаги формата А 4 и карандаш
Методические указания
Одна часть излучения лампы отражается от стеклянного стакана, другая часть проходит через стенку сосуда и поглощается. Сосуд и содержащийся в нем воздух при этом нагреваются.
Наличие парникового эффекта зависит от того, имеется ли поверхность, которая поглощает видимое излучение. При этом происходит нагревание поверхности и как следствие возникает инфракрасное излучение, интенсивность которого определяется температурой. В отличие от видимого излучения свет в этом диапазоне не может выйти из стеклянного сосуда. ( Стекло его отражает, а не пропускает в отличие от видимого света). В этом состоит суть «парникового эффекта». Так как черная бумага поглощает большую часть излучения и вызывает появление теплового излучения, воздух в стеклянном сосуде, (в парнике) нагревается быстрее по сравнению с предыдущим экспериментом.
Примерный результат
(Лампа – 60 Вт, расстояние между лампой и стеклянным сосудом – 10 см)
рис.
Порядок выполнения работы
1. Отрежьте кусок картона размером закрывающим отверстие стеклянного сосуда.
2. Сделайте в середине картона маленькое отверстие соответствующее диаметру термометра. Вставьте термометр в сосуд через отверстие на глубину 5 см.
Возьмите лист бумаги и нарисуйте две огтметки на расстоянии 10 – 15 см.
Расположите источник света (лампу) таким образом, чтобы передний фронт лампы соответствовал одной из отметок. Лампа при этом должна находиться в 10 см от лежащего на поверхности стола листа бумаги и должна освещать стеклянный сосуд.
Расположите центр стеклянного сосуда около другой метки. При правильной установке термометр будет находиться в центре сосуда.
Измерьте начальную температуру в стеклянном сосуде, затем включите лампу и фиксируйте в течение 10 минут через каждую минуту значения температуры.
рис.
В конце эксперимента откройте стеклянный сосуд, удалив картон с термометром. Оставьте сосуд и термометр остывать.
Вырежьте кусок черной бумаги таким образом, чтобы, размещенный в стеклянном сосуде на его задней (относительно лампы) стенке он закрыл поверхность сосуда по всей высоте и по ширине на 1/3 диаметра сосуда. Разместите вырезанный кусок бумаги на задней стенке сосуда.
Расположите лампу и сосуд, как было сделано ранее, и повторите эксперимент согласно пунктам 4 – 6. Убедитесь, что бумага хорошо освещена лампой.
Представьте для обоих экспериментов график зависимости значений температуры от времени измерения.
Таблица: без черной бумаги в стеклянной сосуде
Время, мин |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Температура, 0С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица: С черной бумагой в стеклянном сосуде
Время, мин |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Температура, 0С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Оценка результатов
Прокомментируйте ход кривой.
Обсудите различия между двумя кривыми.