Karta pracy + przewidywane odpowiedzi [doc 240 kB]

Karta pracy + przewidywane odpowiedzi
Temat: Proporcje między różnymi strumieniami energii przepływającymi w krajobrazie
rolniczym
1. Wymień i omów 2 główne procesy warunkujące życie na Ziemi.
Odp. – przepływ energii - obieg materii.
2. Nazwij i przedstaw główne warunki konieczne do procesu transformacji energii słonecznej w
materię organiczną.
Odp. fotosynteza
Warunki : - energia słoneczna, - aparat asymilacyjny, - woda w glebie, - strumień wody transportujący
w roślinie
3. Na podstawie analizy ryciny i jej objaśnień wyjaśnij powiązania procesu przepływu energii i obiegu
wody i odpowiedz na pytania.
Bilans cieplny
A) Składniki przychodu
K ↓ krótkofalowe promieniowanie słoneczne
L ↓ długofalowe ( cieplne) promieniowanie atmosfery
B) Składniki rozchodu
K ↑ odbite promieniowanie krótkofalowe ( słoneczne)
L ↑ długofalowe promieniowanie powierzchni Ziemi i roślin
Rn = źródło energii dla ekosystemu = saldo promieniowania ( suma algebraiczna wszystkich strumieni)
G – strumień ciepła do ogrzania gleby G
S – ciepło jawne tj. ciepło , które powoduje zmianę temperatury S
LE – ciepło utajone, które powoduje zmianę stanu skupienia bez zmiany temperatury LE
Bilans wodny
P – opady atmosferyczne nad lądami i oceanami
H – całkowity odpływ podziemny
E – całkowite parowanie z lądów i oceanów ( w tym transpiracja)
LE ( ciepło) warunkuje E ( parowanie wody z lądów i oceanów i transpiracja) tj. powiązanie bilansu
cieplnego z wodnym poprzez strumień parującej wody ( bez ciepła nie byłoby parowania)
a) określ jaką rolę ma strumień energii
odp. siła napędowa wody
b) jaka jest rola strumienia wody w bilansie
odp. transporter energii w formie gazowej i ciekłej
c) podaj jakie rodzaje strumieni ciepła składają się na saldo promieniowania
odp. – strumień G, strumień S i LE
d) wymień składniki przychodu i rozchodu
A) Składniki przychodu
K↓ krótkofalowe promieniowanie słoneczne
L↓ długofalowe ( cieplne) promieniowanie atmosfery
B) Składniki rozchodu
K ↑ odbite promieniowanie krótkofalowe ( słoneczne)
L ↑ długofalowe promieniowanie powierzchni Ziemi i roślin
e) podaj jakie rodzaje ciepła stanowią źródło energii dla ekosystemu
odp. ciepło gleby, ciepło jawne i ciepło utajone
f) na podstawie schematu omów bilans cieplny i jego powiązanie z bilansem wodnym.
4. Wykorzystując swoje wiadomości z fizyki wyjaśnij zasadę zachowania energii.
Odp. - energia nie zużywa się, może być wykorzystana w różnych procesach fizycznych czy
chemicznych
- wymieniana jest pomiędzy dwoma układami fizycznymi i wtedy tyle energii zyskuje jeden
układ, ile traci drugi
- jedna forma energii może być zamieniana w drugą np. cieplna w energię promieniowania, ale
nie może być zużyta.
5. Wytłumacz, dlaczego wyrażenie „ energia została zużyta w procesie parowania” jest niepoprawne.
Podaj właściwe brzmienie - uzasadniając wiadomościami z fizyki.
Odp. należy odnieść się do wcześniejszej odpowiedzi i powiedzieć „energia wykorzystana w procesie
parowania” lub ciepło parowania.
6. Wymień 3 sposoby wymiany energii cieplnej pomiędzy dwoma układami fizycznymi, wybrany
omów.
Odp. przewodzenie, konwekcja, promieniowanie
7. Według którego z 3 znanych Ci sposobów wymiany energii cieplnej pomiędzy dwoma układami
fizycznymi ciepło przepływa w glebie ?
Odp. przewodzenie
8. Podaj wzór równania bilansu cieplnego dla ekosystemu w krajobrazie i określ jakie jest jego saldo.
Odp. Rn + G + S + LE = 0
9. Wymień czynniki mające decydujący wpływ na strukturę bilansu cieplnego.
Odp. struktura i powierzchnia krajobrazu, szata roślinna, wilgotność siedliska
10. Podaj zasadę, która warunkuje przyjemny chłód w lesie w upalny dzień.
Odp. zasada priorytetu parowania w przyrodzie tzn. wszystkie strumienie energii kierowane są na
transpirację roślin, a nie ogrzanie gleby i powietrza
Tabela do zadania 11, 12 i 13.
Tab. 1. Parametry bilansu cieplnego typowych ekosystemów w krajobrazie rolniczym w okresie
wegetacyjnym, od 21 marca do 31 października
W×m-2
Ekosystem
zadrzewienia łąka
rzepak
Buraki
cukrowe
Pszenica ugór
Rn
LE
S
G
LE/Rn
S/Rn
1730
1522
121
87
0,88
0,07
1551
1163
327
61
0,75
0,21
1536
1136
339
61
0,74
0,22
1536
1090
385
61
0,71
0,25
Parametr
1494
1250
215
29
0,84
0,14
1575
866
651
47
0,55
0,41
Na podstawie analizy tabeli 1 wykonaj zadanie 11,12 i 13.
11. Oblicz jaki % salda promieniowania zużywają poszczególne ekosystemy na:
a) ewapotranspirację
b) ogrzanie powietrza
c) ogrzanie gleby.
12. Otrzymane dane przedstaw w tabeli i sformułuj wnioski odnośnie bilansu cieplnego;
a) zadrzewień b) łąki c) buraków i pszenicy d) ugoru
13. Postaraj się znaleźć wyjaśnienie swoich wniosków tzn. podaj przyczyny małego% strumieni S w
zadrzewieniach i dużego % strumienia S na powierzchni bez roślin
Proponowane rozwiązania do zadania 11,12 i 13.
Powierzchn
Rn
LE S
G
LE/
S/Rn Wnioski
ia
Rn
Zadrzewi
88
7% 5% 0,88
0,07
1. Największe saldo = 1730
enia
1730 =
%
2. Największą część salda wykorzystują na
100%
ewapotranspirację
3. Mały % na ogrzanie powietrza
Łąka
83
14
2% 0,84
0,14
1. Z salda 83% wykorzystują na
1490 =
%
%
ewapotranspirację .
100%
2. W porównaniu z zadrzewieniami 2x więcej
na ogrzewanie powietrza
Buraki
74
22
4% 0,74
0,22
Przy porównywalnym saldzie mają zbliżone
1536 =
%
%
wartości wykorzystania strumieni ciepła na
100%
ewapotrnspirację ( o 3% okopowe więcej) a
Pszenica
1536 =
71
25
4% 0,71
0,25
ozimina więcej na ogrzanie powietrza ( o 3%)
100%
%
%
Ugór
1575 =
100%
55
%
42
%
3%
0,55
0,41
Powierzchnia bez roślin ze swojego salda 55%
wykorzystuje na parowanie, a na ogrzanie
powietrza 42% = na tym terenie bez
zadrzewień jest upalnie