Тұман және шық, жаңбыр және қар

Мұғалім: Кидралин Н.К

8 сынып «Жылу» тарауынан

Тақырыбы: Тұман және шық, жаңбыр және қар

Мақсаты: Жанбырдың жаууын, қардың қайдан пайда болатыны туралы түсінік қалыптастыру. Шық пен қыраудың пайда болуын физикалық тұрғыда оқушыларға түсіндіру. Тұманның ауа ылғалдығына байланысты екені, құбылыстарды физикадан өткенің қайталап жіберу.

Құрал-жабдықтар: компьютер, интерактивті тақта.

Көрнекілігі: Бейне-ролик, презентация, сканворд шешу,

Тұман және шық, жаңбыр және қар

Ертең жаңбыр жауа ма жоқ па, оны білуге әркім-ақ ынталы. Ал атмосфералық ылғалдың түсу себебі неде? Шық пен қыраудың пайда болуын физикалық тұрғыда қалай түсіндіруге болады?

Ауада су буы болады, ол күннің қыздыруы әсерінен мұхиттардан, теңіздерден және басқа да су қоймаларынан буланып көтеріледі. 1 м³ ауадағы су буының массасын оның «абсолют ылғалдылығы» дейді. Әр температураның өзіне тән ылғалдық шегі бар. Егер температура төмендесе, будың артығы су түрінде бөлініп шығады. Ауа неғұрлым жылырақ болса, оның құрамында су буы соғұрлым көп болады. Егер жыл және біршама ылғал ауаны салқындатса, онан артық ылғал ұсақ тамшы түрінде бөлініп шығады да, тұман пайда болады. Тұман көбінесе батпақ жерлердің, көлдер мен өзендердің бетінде пайда болады, себебі ондағы ауада ылғал көбірек.

Бу конденсациялану үшін тек қана температураның төмендеуі жеткіліксіз. Егер ауада «конденсация ядросы» деп аталатындар өте аз болса, су буы аса қаныққан күйде ауада қала береді. Конденсация ядросы дегеніміз әр түрлі заттардың өте ұсақ тозаңы, оның айналасында су қабықшасы пайда болады. Аса қаныққан ауада ол тез ұлғаяды. Қала үстінде тұманның жиі пайда болатын себебі: қала ауасында шаң-тозаң көп. Температура мен ылғалдықтың қолайлы жағдайы туған кезде тұман пайда болады.

Ашық, желсіз түндерде жердің беті жылу шығарады да, салқындайды, жерге жақын қабаттағы салқындап үлгерген су буы өсімдіктердің салқын жапырақтарында, шөптерде т.с.с. тамшы түрінде бөлініп шығады. Бұл – шық. Температура 0⁰С- тан төмен болса, тамшының орнына мұз кристалдары – қырау пайда болады.

Бұлт – сұйық (өте ұсақ су тамшылары) немесе қатты күйдегі су (мұз кристалдары). 1-2 км биіктікке көбінесе су тамшыларынан тұратын қабат-қабат бұлттар орналасады. 3-4 км биіктікте және одан да жоғары әдемі күмбезденген қатпар бұлттар орналасады. Бұл түйдек бұлттар. Бұлар да негізінен су бұлттары, бірақ оның жоғарғы бөлігінде мұз кристалдары да болады. 6-12 км биіктіктегі нәзік ақ талшықтарға ұқсас бұлттарды шарбы бұлттар дейді. Олар негізінен ұсақ мұз кристалдарынан тұрады. Тіпті жер бетіндегі температура +25⁰ С-қа жететін жаздың ыстық күнінің өзінде 12-14 км биіктікте, Жерде қатты аяз болғандағыдай, суық қақап тұрады.

Енді бұлттар қайдан пайда болатынын қарастырайық. Жер бетінде біршама ауа массасы қызды да, айналадағы ауадан жеңілдене түсті деп ұйғарайық.Ол жоғары көтеріле бастайды, температурасы төмен жерге жеткенде ауа салқындайды. Атмосфераның жоғарғы қабаттарында қысым аз болғандықтан,көтерілген ауаның көлемі ұлғая түседі. Көлемін ұлғайту үшін оған энергия керек; сырттан келіп жатқан энергия болмағандықтан, Ауаның ішкі энергиясы жұмсалады, сондықтан ол одан әрі салқындай түседі. Бірақ бұл салқындау біраз баяулайды, себебі ауада су буы бар, сол конденсацияланады да, ауаға конденсация жылуын береді. Ауа жоғары көтеріліп салқындаған сайын,оның ішіндегі су тамшылары көбейе түседі. Осылайша қатпарлы бұлттар пайда болады. Бірақ ішінде қалған буы бар ауаның температурасы әлі де болса сыртқы ортанын температурасынан жоғары болғандықтан, ауа одан да жоғары көтеріле береді. Егер ауа ағыны күшті болса, онда ол пайда болған су тамшыларын өзімен бірге ілестіріп жоғары қарай алып кете алады. Үлкен биіктікте температура да, қысым да төмен болғандықтан су тамшылары мұз кристалдарына айналады, бірақ мұнда аса салқындаған (әлі қатпаған) тамшылар да болуы мүмкін. Түйдек бұлт пайда болады. Атмосферада температураның алмасу айырмашылығы көп болған сайын, бұл бұлт соншалық түйдектеліп молая түседі. Кейбір бұлттың көлденең қимасының ауданы бірнеше жүз квадрат километр болғанда, биіктігі 15 км-ге жетеді. Оның бойында 1 млн.тоннаға дейін су болады.

Б іздің бұлттың су тамшылары мен мұз бөлшектерінің жиынтығы екенін білеміз. Су мен мұз ауадан ауырырақ бола тұрса да, олар неліктен төмен түспейді? Олар неліктен кейбір кездерде түсе бастайды? Ауада төмен түсіп жатқан дененің қандай болса да, оның кедергісіне душар болады.Егер тамшы өте ұсақ болса, ауырлық күші кедергі күшінен гөрі шамалы ғана көбірек болады да, тамшы түсседе, өте баяу түседі; ауаның болар – болмас жоғары көтерілу қозғалысы оның түсуін тоқтатады. Бұлттағы су тамшыларының ұсақтығы сонша, 1 г судай 240 млн. Тамшылардың өсуі мүмкін, мысалы, егер олар бірін-бірі қуып жетсе, бірігіп кетті. Жоғары көтеріліп бара жатқан ауа ағыны ілестіріп апар жатқан су тамшылары су буынан пайда болған мұз кристалдарымен соқтығысады; бұл соқтығысу кезінде су тамшылары толық буланып кетеді, ал мұз кристалдарының көлемі ұлғаяды. Мұз кристалдарының ұлғаятын себебі су буының молекулалары «құлшына» қонады. Мұз кристалы аумағының арта беретіндігі сонша,тіпті оның ауырлық күші көтеріліп бара жатқан ағынның қысымынан артып кетеді. Мұз кристалы төмендейді де, бұлт арқылы өткенде одан әрі ұлғаяды. Орта ендіктерде жауын-шашынның барлығы бұлттан мұз түрінде түседі деп саналады. Егер атмосфераның төменгі қабаттарынан өткенде, бұл мұз ерісе,онда жаңбыр жауады, ал егер ерімесе, қар не бұршақ жауады. Қылаулар ине, алты қырлы призма, алты қырлы пластинка немесе жұлжызша тәрізді болып келеді. Қылаудың түрі мен мөлшері ең әуелі өздері пайда болғандағы температурамен байланысты.

Бұршақ әдетте, төбелелері өте биік көтерілген нажағайлы бұлттан жауады.Сондай бұлтты тесіп қткен мұз кристалдарының сыртына жаңа мұз қабаты қатады,ал нажағайлы бұлттар да өте қуатты құйынды қозғалыс күшейе түсетіндіктен, олар соның үйірілуімен қайтадан жоғары көтеріліп кетеді. Әдетте жауатын бұршақтың үлкендігі ас бұрышындай ғана болады, бірақ олар кейде тым үлкейіп кетеді. 1961 жылдың 14 август күні Воронеж қаласына тым үлкен бұршақты жаңбыр жауды. Ең үлкен бұршақтың массасы 400 г, ал диаметрі 9 см-ден артық болды. 300 граммдық бұршақтар тіпті көп еді. Олар үйлердің төбесін тесті, терезе шыныларын сындырды, адамдар мен жануарларды жарақаттады. Атмосфералық ылғал түсуін күні бұрын дәл болжауға бола ма? Алдымен бұл құбылыстарды егжей-тегжейлі зерттеу керек.