Аеродинамично отопление

нагряване на тела, движещи се с висока скорост във въздух или друг газ. A. n. - резултат от факта, че въздушните молекули, падащи върху тялото, се забавят близо до тялото.

Ако полетът е направен със свръхзвукова скорост на културите, спирането се случва предимно в ударната вълна (виж ударна вълна) , възникващи пред тялото. По-нататъшното забавяне на въздушните молекули става директно на самата повърхност на тялото, в граничен слой (вижте граничния слой). Когато въздушните молекули се забавят, тяхната топлинна енергия се увеличава, т.е. температурата на газа близо до повърхността на движещото се тяло се повишава, максималната температура, до която може да се нагрее газът в близост до движещото се тяло, е близка до т.нар. . температура на спиране:

т 0 = т n + v 2 /2c p ,

където T n -температура на входящия въздух, v-скорост на полета на тялото кпе специфичният топлинен капацитет на газа при постоянно налягане. Така например, когато летите със свръхзвуков самолет с три пъти по-висока от скоростта на звука (около 1 км/сек) температурата на застой е около 400°C, а когато космическият кораб навлезе в земната атмосфера с 1-ва космическа скорост (8.1 км/сек) температурата на стагнация достига 8000 °C. Ако в първия случай, по време на достатъчно дълъг полет, температурата на обшивката на самолета достигне стойности, близки до температурата на стагнация, то във втория случай повърхността на космическия кораб неизбежно ще започне да се срива поради невъзможността на материали да издържат на такива високи температури.

Топлината се предава от области на газ с повишена температура към движещо се тяло и се получава аеродинамично нагряване. Има две форми A. n. - конвективни и радиационни. Конвективното нагряване е следствие от пренос на топлина от външната, "гореща" част на граничния слой към повърхността на тялото. Количествено, конвективният топлинен поток се определя от съотношението

q k = a(T e -T w),

където Т е -равновесна температура (пределната температура, до която може да се нагрее повърхността на тялото, ако нямаше отстраняване на енергия), т w - действителна температура на повърхността, а- коефициент на конвективен топлопреминаване, в зависимост от скоростта и височината на полета, формата и размера на тялото, както и други фактори. Равновесната температура е близка до температурата на стагнация. Вид зависимост на коефициента аот изброените параметри се определя от режима на потока в граничния слой (ламинарен или турбулентен). В случай на турбулентен поток конвективното нагряване става по-интензивно. Това се дължи на факта, че в допълнение към молекулярната топлопроводимост, турбулентните флуктуации на скоростта в граничния слой започват да играят значителна роля в преноса на енергия.

С увеличаване на скоростта на полета температурата на въздуха зад ударната вълна и в граничния слой се увеличава, което води до дисоциация и йонизация. молекули. Получените атоми, йони и електрони дифундират в по-студен регион – към повърхността на тялото. Има обратна реакция (рекомбинация) , протича с отделянето на топлина. Това има допълнителен принос за конвективния A. n.

При достигане на полетна скорост от около 5000 Госпожицатемпературата зад ударната вълна достига стойности, при които газът започва да излъчва. Поради лъчистото пренасяне на енергия от зони с повишена температура към повърхността на тялото се получава радиационно нагряване. В този случай най-голяма роля играе радиацията във видимата и ултравиолетовата област на спектъра. При полет в земната атмосфера със скорости под първата космическа скорост (8.1 км/сек) радиационното отопление е малко в сравнение с конвективното отопление. При втората космическа скорост (11.2 км/сек) техните стойности се доближават и при скорости на полет 13-15 км/секи по-високо, съответстващо на връщането на Земята след полети до други планети, основният принос има радиационното нагряване.

Особено важна роля на A. n. играе, когато космически кораби се връщат в земната атмосфера (например Восток, Восход, Союз). За борба с A. n. космическите кораби са оборудвани със специални системи за термична защита (вижте Термична защита).

букв.:Основи на топлопреноса в авиационната и ракетната техника, М., 1960; Доренс В. Х., Хиперзвукови потоци на вискозен газ, прев. от английски, М., 1966; Зелдович Я. Б., Райзер Ю. П., Физика на ударните вълни и високотемпературните хидродинамични явления, 2-ро изд., М., 1966.

Н. А. Анфимов.

Голяма съветска енциклопедия. - М.: Съветска енциклопедия. 1969-1978 .

Вижте какво е "аеродинамично отопление" в други речници:

Нагряване на тела, движещи се с висока скорост във въздух или друг газ. A. n. резултат от факта, че въздушните молекули, падащи върху тялото, се забавят близо до тялото. Ако полетът е направен със свръхзвуков. скорост, спирането става предимно при удар ... ... Физическа енциклопедия

Нагряване на тяло, движещо се с висока скорост във въздуха (газ). Забележимо аеродинамично нагряване се наблюдава, когато тялото се движи със свръхзвукова скорост (например, когато бойните глави на междуконтиненталните балистични ракети) EdwART... ... ... Морски речник

аеродинамично нагряване- Нагряване на повърхността на тяло, обтекаемо от газ, движещо се в газова среда с висока скорост при наличие на конвективни, и при хиперзвукови скорости и радиационен топлообмен с газовата среда в граничния или ударния слой. [ГОСТ 26883… … Наръчник за технически преводач

Повишаване на температурата на тяло, движещо се с висока скорост във въздух или друг газ. Аеродинамичното нагряване е резултат от забавяне на газовите молекули близо до повърхността на тялото. И така, когато космически кораб навлезе в земната атмосфера със скорост 7,9 km / s ... ... енциклопедичен речник

аеродинамично нагряване- aerodinaminis įšilimas statusas T sritis Energetika apibrėžtis Kūnų, judančių dujose (ore) dideliu greičiu, paviršiaus įšilimas. atitikmenys: engl. аеродинамично отопление вок. aerodynamische Aufheizung, f rus. аеродинамично отопление, m pranc.… … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas- повишаване на температурата на тяло, движещо се с висока скорост във въздух или друг газ. А. и. резултат от забавяне на газовите молекули близо до повърхността на тялото. И така, на входа на космическото. апарат в земната атмосфера със скорост 7,9 km / s, скоростта на въздуха на повърхността pa ... Естествени науки. енциклопедичен речник

Аеродинамично нагряване на конструкцията на ракетата- Нагряване на повърхността на ракетата при движението й в плътни слоеве на атмосферата с висока скорост. A.n. - резултат от факта, че въздушните молекули, падащи върху ракета, се забавят близо до нейното тяло. В този случай се осъществява преносът на кинетична енергия ... ... Енциклопедия на стратегическите ракетни войски

Concorde Concorde на летището ... Wikipedia

Изследванията, проведени в началото на 1940-1950-те години, направиха възможно разработването на редица аеродинамични и технологични решения, които гарантират безопасното преодоляване на звуковата бариера дори от сериен самолет. Тогава изглеждаше, че превземането на звуковата бариера създава неограничени възможности за по-нататъшно увеличаване на скоростта на полета. Само за няколко години бяха излети около 30 вида свръхзвукови самолети, от които значителен брой бяха пуснати в серийно производство.

Разнообразието от използвани решения доведе до факта, че много проблеми, свързани с полети при високи свръхзвукови скорости, са изчерпателно проучени и решени. Възникнаха обаче нови проблеми, много по-сложни от звуковата бариера. Те се причиняват от нагряването на конструкцията. самолетпри полет с висока скорост в плътни слоеве на атмосферата. Това ново препятствие някога се е наричало топлинна бариера. За разлика от звуковата бариера, новата бариера не може да се характеризира с константа, подобна на скоростта на звука, тъй като зависи както от параметрите на полета (скорост и височина), така и от конструкцията на корпуса (използвани конструктивни решения и материали), както и от оборудването на самолета (климатика, охладителни системи и др.). P.). По този начин понятието "термична бариера" включва не само проблема с опасното нагряване на конструкцията, но и въпроси като топлопреминаване, якостни свойства на материалите, принципи на проектиране, климатизация и др.

Загряването на самолета по време на полет се получава главно поради две причини: от аеродинамичното спиране на въздушния поток и от генерирането на топлина от задвижващата система. И двете от тези явления представляват процес на взаимодействие между средата (въздух, отработени газове) и опростено твърдо тяло (самолет, двигател). Второто явление е типично за всички самолети и е свързано с повишаване на температурата на конструктивните елементи на двигателя, които получават топлина от въздуха, компресиран в компресора, както и от продуктите от горенето в камерата и изпускателната тръба. При полет с високи скорости вътрешното нагряване на самолета се получава и от забавянето на въздуха във въздушния канал пред компресора. При полет при ниски скорости въздухът, преминаващ през двигателя, има относително ниска температура, в резултат на което не настъпва опасно нагряване на конструктивните елементи на корпуса. При високи скорости на полета нагряването на конструкцията на корпуса от горещи елементи на двигателя се ограничава от допълнително охлаждане с нискотемпературен въздух. Обикновено се използва въздух, който се отстранява от въздухозаборника с помощта на водач, разделящ граничния слой, както и въздух, уловен от атмосферата с помощта на допълнителни всмукатели, разположени на повърхността на гондолата на двигателя. При двуконтурните двигатели въздухът от външната (студена) верига се използва и за охлаждане.

По този начин нивото на топлинната бариера за свръхзвукови самолети се определя от външно аеродинамично нагряване. Интензивността на нагряване на повърхността, обикаляна от въздушния поток, зависи от скоростта на полета. При ниски скорости това нагряване е толкова незначително, че повишаването на температурата може да бъде пренебрегнато. При висока скорост въздушният поток има висока кинетична енергия и следователно повишаването на температурата може да бъде значително. Това важи и за температурата вътре в самолета, тъй като високоскоростният поток, застоял във всмукателя на въздуха и компресиран в компресора на двигателя, става толкова висок, че не е в състояние да отстрани топлината от горещите части на двигателя.

Повишаването на температурата на обвивката на самолета в резултат на аеродинамично нагряване се причинява от вискозитета на въздуха, обтичащ самолета, както и от компресията му върху предните повърхности. Поради загубата на скорост от въздушните частици в граничния слой в резултат на вискозно триене, температурата на цялата обтекаема повърхност на самолета се повишава. В резултат на компресия на въздуха температурата се повишава обаче само локално (главно носа на фюзелажа, предното стъкло на пилотската кабина и особено предните ръбове на крилото и оперението), но по-често достига стойности, които са небезопасно за структурата. В този случай на места има почти директен сблъсък на въздушния поток с повърхността и пълно динамично спиране. Съгласно принципа на запазване на енергията, всички кинетична енергияпотокът се превръща в топлина и енергия под налягане. Съответното повишаване на температурата е право пропорционално на квадрата на скоростта на потока преди спиране (или, без вятър, на квадрата на скоростта на самолета) и обратно пропорционално на височината на полета.

Теоретично, ако потокът наоколо е стабилен, времето е спокойно и безоблачно и няма пренос на топлина чрез излъчване, тогава топлината не прониква в структурата и температурата на кожата е близка до така наречената температура на адиабатна стагнация. Зависимостта му от числото на Мах (скорост и височина на полета) е дадена в табл. 4.

При реални условия повишаването на температурата на обшивката на самолета от аеродинамично нагряване, т.е. разликата между температурата на застой и температурата на околната среда, се оказва малко по-малка поради топлообмен с околната среда (чрез радиация), съседни конструктивни елементи и др. Освен това пълно забавяне на потока се случва само в така наречените критични точки, разположени върху изпъкналите части на самолета, а топлинният приток към кожата също зависи от естеството на граничния слой въздух (по-интензивно е за турбулентен граничен слой). Значително понижаване на температурата се получава и при летене през облаци, особено когато те съдържат преохладени водни капки и ледени кристали. При такива условия на полет се приема, че намаляването на температурата на кожата в критичната точка в сравнение с теоретичната температура на застой може да достигне дори 20-40%.

Таблица 4. Зависимост на температурата на кожата от числото на Мах

Независимо от това, цялостното нагряване на самолета в полет при свръхзвукови скорости (особено на малка височина) понякога е толкова високо, че повишаването на температурата на отделните елементи на корпуса и оборудването води или до тяхното унищожаване, или поне до трябва да промените режима на полет. Например, по време на проучвания на самолета XB-70A при полети на височини над 21 000 m при скорост M = 3, температурата на предните ръбове на въздухозаборника и предните ръбове на крилото е 580-605 K , а останалата част от кожата е 470-500 K. Последици от повишаване на температурата на конструктивните елементи на самолета Такива високи стойности могат да бъдат напълно оценени, ако вземем предвид факта, че вече при температури от около 370 K органичното стъкло, което се използва широко за остъкляване на кабини, омекотява, горивото кипи, а обикновеното лепило губи силата си. При 400 K здравината на дуралуминия е значително намалена, при 500 K настъпва химическото разлагане на работния флуид в хидравличната система и разрушаването на уплътненията, при 800 K титановите сплави губят необходимите механични свойства, при температури над 900 K, алуминият и магнезият се топят, а стоманата омекотява. Повишаването на температурата води и до разрушаване на покрития, от които може да се използва анодиране и хромиране до 570 К, никелиране до 650 К и сребро до 720 К.

След появата на това ново препятствие за увеличаване на скоростта на полета започнаха изследвания за премахване или смекчаване на последствията от него. Начините за защита на самолета от въздействието на аеродинамичното нагряване се определят от фактори, които предотвратяват повишаването на температурата. В допълнение към височината на полета и атмосферните условия, степента на нагряване на самолета се влияе значително от:

е коефициентът на топлопроводимост на материала на обвивката;

- размерът на повърхността (особено предната) на самолета; -време на полета.

От това следва, че най-простите начини за намаляване на нагряването на конструкцията са увеличаване на височината на полета и ограничаване на продължителността му до минимум. Тези методи са използвани в първите свръхзвукови самолети (особено експериментални). Поради доста високата топлопроводимост и топлинния капацитет на материалите, използвани за производството на топлинно напрегнати конструктивни елементи на самолета, от момента на достигане на висока скорост на самолета до момента на нагряване на отделните конструктивни елементи до проектна температуракритичната точка обикновено отнема доста време. При полети, продължаващи няколко минути (дори на ниска надморска височина), не се достигат разрушителни температури. Полетът на голяма надморска височина се осъществява при условия на ниска температура (около 250 К) и ниска плътност на въздуха. В резултат на това количеството топлина, отделяно от потока към повърхностите на самолета, е малко, а топлообменът отнема повече време, което значително смекчава тежестта на проблема. Подобен резултат се получава при ограничаване на скоростта на самолета на малка височина. Например, по време на полет над земята със скорост 1600 km/h, здравината на дуралуминия намалява само с 2%, а увеличаването на скоростта до 2400 km/h води до намаляване на силата му с до 75% спрямо първоначалната стойност.

Ориз. 1.14. Разпределение на температурата във въздуховода и в двигателя на самолета Concord по време на полет с M = 2,2 (a) и температурата на обшивката на самолета XB-70A по време на полет при постоянна скорост 3200 km/h (b).

Необходимостта от осигуряване на безопасни условия на работа в целия диапазон на използваните скорости и височини на полета принуждава конструкторите да търсят подходящи технически средства. Тъй като нагряването на конструктивните елементи на самолета причинява намаляване на механичните свойства на материалите, появата на топлинни напрежения върху конструкцията, както и влошаване на условията на работа на екипажа и оборудването, такива технически средства, използвани в настоящата практика, могат да бъдат разделени в три групи. Те включват съответно използването на 1) топлоустойчиви материали, 2) дизайнерски решения, които осигуряват необходимата топлоизолация и допустима деформация на частите и 3) охладителни системи за кабината и оборудването.

В самолети с максимална скорост M = 2,0-1-2,2 са широко използвани алуминиеви сплави (дуралуминий), които се характеризират с относително висока якост, ниска плътност и запазване на якостните свойства при леко повишаване на температурата. Дуралите обикновено се допълват със стомана или титаниеви сплави, от които се изработват частите на корпуса, които са подложени на най-големи механични или термични натоварвания. Титанови сплави се използват още през първата половина на 50-те години, първоначално в много малък мащаб (сега детайлите от тях могат да бъдат до 30% от теглото на корпуса на самолета). При експериментални самолети с M ~ 3 се налага използването на топлоустойчиви стоманени сплави като основен конструктивен материал. Такива стомани запазват добри механични свойства при високи температури, характерни за полети при хиперзвукови скорости, но техните недостатъци са високата цена и високата плътност. Тези недостатъци в известен смисъл ограничават развитието на високоскоростни самолети, така че се изследват и други материали.

През 70-те години на миналия век са направени първите експерименти за използването на берилий в самолетостроенето, както и на композитни материали на базата на бор или въглеродни влакна. Тези материали все още имат висока цена, но в същото време се характеризират с ниска плътност, висока якост и твърдост, както и значителна устойчивост на топлина. Примери за специфични приложения на тези материали в конструкцията на корпуса са дадени в описанията на отделните самолети.

Друг фактор, който значително влияе върху работата на отопляемата конструкция на самолета, е ефектът от така наречените термични напрежения. Те възникват в резултат на температурни разлики между външната и вътрешната повърхност на елементите и особено между обшивката и вътрешните конструктивни елементи на самолета. Повърхностното нагряване на корпуса води до деформация на неговите елементи. Например, може да се получи изкривяване на обвивката на крилото по такъв начин, че да доведе до промяна в аеродинамичните характеристики. Поради това много самолети използват запоена (понякога залепена) многослойна кожа, която се характеризира с висока твърдост и добри изолационни свойства, или се използват вътрешни конструктивни елементи с подходящи разширителни фуги (например в самолета F-105 се изработват стените на лонжерона от велпапе). Известни са и експерименти за охлаждане на крилото с гориво (например в самолета Х-15), протичащо под кожата по пътя от резервоара към дюзите на горивната камера. Въпреки това, при високи температури горивото обикновено претърпява коксуване, така че подобни експерименти могат да се считат за неуспешни.

В момента се изследват различни методи, сред които е нанасянето на изолационен слой от огнеупорни материали чрез плазмено пръскане. Други методи, считани за обещаващи, не са намерили приложение. Наред с други неща, беше предложено да се използва "защитен слой", създаден чрез издухване на газ върху кожата, "изпотяване" охлаждане чрез подаване на течност с висока температура на изпаряване на повърхността през порестата кожа, както и охлаждане, създадено от топене и увличаща част от кожата (аблативни материали).

Доста специфична и в същото време много важна задача е поддържането на подходяща температура в пилотската кабина и в отделенията за оборудване (особено електронно), както и температурата на горивната и хидравличната системи. В момента този проблем се решава чрез използване на високопроизводителни климатични, охладителни и охладителни системи, ефективна топлоизолация, използване на хидравлични течности с висока температура на изпаряване и др.

Проблемите, свързани с термичната бариера, трябва да бъдат разгледани изчерпателно. Всеки напредък в тази област премахва бариерата за от този типвъздухоплавателно средство в посока на по-висока скорост на полета, без да го изключва като такъв. Желанието за още по-високи скорости обаче води до създаването на още по-сложни структури и оборудване, които изискват използването на по-добри материали. Това има забележим ефект върху теглото, покупната цена и разходите за експлоатация и поддръжка на самолета.

От масата. 2 от тези изтребители показва, че в повечето случаи максималната скорост от 2200-2600 км/ч се счита за рационална. Само в някои случаи се смята, че скоростта на самолета трябва да надвишава M ~ 3. Самолетите, способни да развиват такива скорости, включват експерименталните машини X-2, XB-70A и T. 188, разузнавателните SR-71 и E -266 самолета.

1* Охлаждането е принудителното пренасяне на топлина от студен източник към високотемпературна среда с изкуствено противопоставяне на естествената посока на движение на топлината (от топло тяло към студено, когато протича процесът на охлаждане). Най-простият хладилник е домакински хладилник.

Помня

• Какъв инструмент се използва за измерване на температурата на въздуха? Какви видове въртене на Земята познавате? Защо цикълът ден и нощ се случва на Земята?

Как се нагряват земната повърхност и атмосферата?Слънцето излъчва огромно количество енергия. Атмосферата обаче пропуска само половината от слънчевите лъчи към земната повърхност. Някои от тях се отразяват, други се поглъщат от облаци, газове и прахови частици (фиг. 83).

Ориз. 83. Консумация на слънчева енергия, идваща на Земята

прескачане слънчеви лъчи, атмосферата от тях почти не се нагрява. Тъй като земната повърхност се нагрява, тя самата се превръща в източник на топлина. Именно от нея се нагрява атмосферен въздух. Следователно въздухът в тропосферата е по-топъл близо до земната повърхност, отколкото на височина. При изкачване на всеки километър температурата на въздуха пада с 6 "C. Високо в планините, поради ниската температура, натрупаният сняг не се топи дори през лятото. Температурата в тропосферата се променя не само с височината, но и през определени периоди от време: дни, години.

Разлики в отоплението на въздуха през деня и годината.През деня слънчевите лъчи огряват земна повърхности го затопли, загрява въздуха. През нощта потокът от слънчева енергия спира и повърхността, заедно с въздуха, постепенно се охлажда.

Слънцето е най-високо над хоризонта по обяд. Това е времето, когато идва най-много слънчева енергия. Въпреки това, най топлинанаблюдава се след 2-3 часа след обяд, тъй като преносът на топлина от земната повърхност към тропосферата отнема време. Повечето ниска температурасе случва преди изгрев слънце.

Температурата на въздуха също се променя със сезоните. Вече знаете, че Земята се движи около Слънцето по орбита и земната ос е постоянно наклонена към равнината на орбитата. Поради това през годината в една и съща област слънчевите лъчи падат върху повърхността по различни начини.

Когато ъгълът на падане на лъчите е по-стръмен, повърхността получава повече слънчева енергия, температурата на въздуха се повишава и настъпва лятото (фиг. 84).

Ориз. 84. Падането на слънчевите лъчи върху земната повърхност по обяд на 22 юни и 22 декември

Когато слънчевите лъчи са по-наклонени, повърхността се нагрява леко. Температурата на въздуха по това време пада и идва зимата. Най-топлият месец в северното полукълбо е юли, а най-студеният месец януари. V южно полукълбо- обратното: най-студеният месец в годината е юли, а най-топлият е януари.

От фигурата определете как се различава ъгълът на падане на слънчевите лъчи на 22 юни и 22 декември при паралели от 23,5 ° N. ш. и ю. ш.; на паралелите на 66,5° с.ш. ш. и ю. ш.

Помислете защо най-топлите и най-студените месеци не са юни и декември, когато слънчевите лъчи имат най-голям и най-малък ъгъл на падане на земната повърхност.

Ориз. 85. Средногодишни температури на въздуха на Земята

Индикатори за температурни промени.За идентифициране на общите закономерности на температурните промени се използва индикатор за средни температури: среднодневни, средномесечни, средногодишни (фиг. 85). Например, за да се изчисли средната дневна температура през деня, температурата се измерва няколко пъти, тези показатели се сумират и получената сума се разделя на броя на измерванията.

Определете:

• среден дневна температурапо четири измервания на ден: -8°С, -4°С, +3°С, +1°С;
• средната годишна температура на Москва с помощта на данните от таблицата.

Таблица 4

Определяйки промяната в температурата, обикновено се отбелязва нейната най-висока и най-ниска скорост.

Разликата между най-високите и най-ниските показания се нарича температурен диапазон.

Амплитудата може да се определи за ден (дневна амплитуда), месец, година. Например, ако най-високата температура на ден е +20°C, а най-ниската е +8°C, тогава дневната амплитуда ще бъде 12°C (фиг. 86).

Ориз. 86. Дневен температурен диапазон

Определете с колко градуса годишната амплитуда в Красноярск е по-голяма от тази в Санкт Петербург, ако средната температура през юли в Красноярск е +19°С, а през януари е -17°С; в Санкт Петербург +18°C и -8°C съответно.

На картите разпределението на средните температури се отразява с помощта на изотерми.

Изотермите са линии, свързващи точки с една и съща средна температура на въздуха за определен период от време.

Обикновено показват изотерми на най-топлите и най-студените месеци от годината, т.е. юли и януари.

Въпроси и задачи

1. Как се загрява въздухът в атмосферата?
2. Как се променя температурата на въздуха през деня?
3. Какво определя разликата в нагряването на земната повърхност през годината?

Те преминават през прозрачната атмосфера, без да я нагряват, достигат до земната повърхност, нагряват я и въздухът впоследствие се нагрява от нея.

Степента на нагряване на повърхността, а оттам и на въздуха, зависи преди всичко от географската ширина на района.

Но във всяка конкретна точка тя (t o) също ще се определя от редица фактори, сред които основните са:

A: височина над морското равнище;

B: подлежаща повърхност;

B: разстояние от бреговете на океаните и моретата.

A - Тъй като въздухът се нагрява от земната повърхност, колкото по-ниски са абсолютните височини на областта, толкова по-висока е температурата на въздуха (на същата географска ширина). В условия на въздух, ненаситен с водна пара, се наблюдава модел: на всеки 100 метра надморска височина температурата (t o) намалява с 0,6 o C.

B - Качествени характеристики на повърхността.

B 1 - различни по цвят и структура повърхности поглъщат и отразяват слънчевите лъчи по различен начин. Максималната отражателна способност е характерна за сняг и лед, минималната за тъмно оцветени почви и скали.

Осветяване на Земята от слънчевите лъчи в дните на слънцестоенията и равноденствията.

B 2 - различните повърхности имат различен топлинен капацитет и топлопреминаване. Така че водната маса на Световния океан, която заема 2/3 от повърхността на Земята, поради високия топлинен капацитет, се нагрява много бавно и се охлажда много бавно. Земята бързо се нагрява и бързо се охлажда, т.е., за да се загрее до същия t около 1 m 2 земя и 1 m 2 водна повърхност, е необходимо да се изразходва различно количество енергия.

Б - от бреговете към вътрешността на континентите количеството водна пара във въздуха намалява. Колкото по-прозрачна е атмосферата, толкова по-малко слънчева светлина се разпръсква в нея и всички слънчеви лъчи достигат до земната повърхност. В присъствието на Голям бройводна пара във въздуха, водните капчици отразяват, разпръскват, поглъщат слънчевите лъчи и не всички достигат повърхността на планетата, докато нагряването й намалява.

Най-високите температури на въздуха се регистрират в районите на тропическите пустини. В централните райони на Сахара за почти 4 месеца температурата на въздуха на сянка е повече от 40 ° C. В същото време на екватора, където ъгълът на падане на слънчевите лъчи е най-голям, температурата не надвишава +26 ° C.

От друга страна, Земята като нагрято тяло излъчва енергия в космоса главно в дълговълновия инфрачервен спектър. Ако земната повърхност е обвита с "одеало" от облаци, тогава не всички инфрачервени лъчи напускат планетата, тъй като облаците ги забавят, отразявайки се обратно към земната повърхност.

При ясно небе, когато има малко водна пара в атмосферата, инфрачервените лъчи, излъчвани от планетата, свободно отиват в космоса, докато земната повърхност се охлажда, което се охлажда и по този начин намалява температурата на въздуха.

литература

1. Зубашченко Е.М. Регионална физическа география. Климатът на Земята: учебно помагало. Част 1. / Е.М. Зубащенко, V.I. Шмиков, А.Я. Немикин, Н.В. Поляков. - Воронеж: ВГПУ, 2007. - 183 с.

Кога слънцето е най-горещо - кога е по-високо над главата или по-ниско?

Слънцето нагрява повече, когато е по-високо. Слънчевите лъчи в този случай падат под прав или близо до прав ъгъл.

Какви видове въртене на Земята познавате?

Земята се върти около оста си и около слънцето.

Защо цикълът ден и нощ се случва на Земята?

Смяната на деня и нощта е резултат от аксиалното въртене на Земята.

Определете как се различава ъгълът на падане на слънчевите лъчи на 22 юни и 22 декември при паралелите на 23,5 ° с.ш. ш. и ю. ш.; на паралелите на 66,5° с.ш. ш. и ю. ш.

На 22 юни ъгълът на падане на слънчевите лъчи при паралел на 23,50 N.L. 900 S - 430. При паралел 66.50 N.S. – 470, 66,50 S - плъзгащ се ъгъл.

На 22 декември ъгълът на падане на слънчевите лъчи при паралел 23.50 N.L. 430 S - 900. При паралел 66.50 N.S. - ъгъл на плъзгане, 66,50 S - 470.

Помислете защо най-топлите и най-студените месеци не са юни и декември, когато слънчевите лъчи имат най-голям и най-малък ъгъл на падане на земната повърхност.

Атмосферният въздух се нагрява от земната повърхност. Следователно през юни земната повърхност се затопля и температурата достига максимум през юли. Случва се и през зимата. През декември земната повърхност се охлажда. Въздухът се охлажда през януари.

Определете:

средна дневна температура според четири измервания на ден: -8°C, -4°C, +3°C, +1°C.

Средната дневна температура е -20С.

средната годишна температура на Москва с помощта на данните от таблицата.

Средната годишна температура е 50С.

Определете дневния температурен диапазон за показанията на термометъра на фигура 110, c.

Температурната амплитуда на фигурата е 180С.

Определете с колко градуса годишната амплитуда в Красноярск е по-голяма от тази в Санкт Петербург, ако средната температура през юли в Красноярск е +19°С, а през януари е -17°С; в Санкт Петербург +18°C и -8°C съответно.

Температурният диапазон в Красноярск е 360С.

Температурната амплитуда в Санкт Петербург е 260С.

Температурната амплитуда в Красноярск е със 100 градуса по-висока.

Въпроси и задачи

1. Как се загрява въздухът в атмосферата?

Когато слънчевите лъчи преминават, атмосферата от тях почти не се нагрява. Тъй като земната повърхност се нагрява, тя самата се превръща в източник на топлина. Именно от него се нагрява атмосферният въздух.

2. С колко градуса намалява температурата в тропосферата на всеки 100 m изкачване?

Докато се изкачвате нагоре, температурата на въздуха пада с 60C на всеки километър. И така, 0,60 за всеки 100 m.

3. Изчислете температурата на въздуха извън самолета, ако височината на полета е 7 km, а температурата на земната повърхност е +200C.

Температурата при изкачване на 7 км ще падне с 420. Това означава, че температурата извън самолета ще бъде -220.

4. Възможно ли е да се срещне ледник в планината на 2500 м надморска височина през лятото, ако температурата в подножието на планината е + 250C.

Температурата на височина 2500 m ще бъде +100C. Ледникът на височина 2500 м няма да се срещне.

5. Как и защо се променя температурата на въздуха през деня?

През деня слънчевите лъчи осветяват земната повърхност и я затоплят, а въздухът се нагрява от нея. През нощта потокът от слънчева енергия спира и повърхността, заедно с въздуха, постепенно се охлажда. Слънцето е най-високо над хоризонта по обяд. Това е времето, когато идва най-много слънчева енергия. Най-високата температура обаче се наблюдава след 2-3 часа след обяд, тъй като е необходимо време, за да премине топлината от земната повърхност към тропосферата. Най-ниската температура е преди изгрев слънце.

6. Какво определя разликата в нагряването на земната повърхност през годината?

През годината в една и съща зона слънчевите лъчи падат върху повърхността по различни начини. Когато ъгълът на падане на лъчите е по-стръмен, повърхността получава повече слънчева енергия, температурата на въздуха се повишава и идва лятото. Когато слънчевите лъчи са по-наклонени, повърхността се нагрява леко. Температурата на въздуха по това време пада и идва зимата. Най-топлият месец в северното полукълбо е юли, а най-студеният месец януари. В южното полукълбо е точно обратното: най-студеният месец в годината е юли, а най-топлият е януари.