Задание четверокласснику.

[IRINA-22]

Внуку(4кл) дала учительница задание по "окружающий Мир" объяснить такой эффект.
Почему снег между шпал на ЖД тает быстрее, а на деревянных шпалах не тает(тает медленнее).
У нас через село проходит ЖД. Поезда ходят редко, раз в неделю. Влияние поездов на таяние исключается.
Я сама в недоумении про такое задание. И мысли умные не посещают голову. Причём на деревянных шпалах снег лежит, а на бетонных тает также как и между шпал.
Единственно что на ум приходит, от земли идёт тепло запасенное в тёплую погоду, а деревянные шпалы изолируют от тепла. А может что-то другое. Рельсы лежащие на шпалах без снега.
Накануне шёл три дня дождь, однако на шпалах снег ещё остался, дождём не смыло.
Как четверокласснику объяснить? Теплопроводность они не изучали.

Ende
Поправил ссылку на картинку.

[Ende]

Тема перемещена из форума «Дискуссионные темы (Ф)» в форум «Помогите решить / разобраться (Ф)»
Причина переноса: пожалуй, наиболее близкий раздел.

[wrest]

Загадка, однако.

Пока напишу тут про теплопроводность. Коффициенты (Вт/м·K)

Снег 0,1 (свежий) 0,35 (старый) 0,64 (начал таять)
Вода 0,6 (около нуля)
Железобетон 1,55
Дерево 0,15 (сосна поперек волокон) 0,2 (дуб поперек волокон)
Гравий (сухой) 0,36
Глина (20% влаги) 0,8

Вижу два различия между снегом на шпалах и между
1. Высота поверхности снега (на шпалах снег выше чем между)
2. Материал подложки (шпала или грунт)

На первый взгляд, "виновата" теплопроводность шпал. Снег по всей видимости тает от поглощенного грунтом тепла (а не от солнца напрямую), и через деревянные шпалы это тепло проходит хуже чем через грунт.

P.S. Мой домашний четвероклассник отмахнулся и сказал мне "не знаю".

[EUgeneUS]

IRINA-22 в сообщении #1571326 писал(а):

Единственно что на ум приходит, от земли идёт тепло запасенное в тёплую погоду, а деревянные шпалы изолируют от тепла.

И это правильный ответ!

IRINA-22 в сообщении #1571326 писал(а):

Теплопроводность они не изучали

Там ещё теплоёмкость некоторую роль играет.

wrest в сообщении #1571333 писал(а):

Как четверокласснику объяснить?

Вы же как-то объясняете \ обяснили ему, надеюсь, что на деревянной чурке сидеть можно, а на бетонном блоке \ на каменной глыбе - нельзя. Здесь всё тоже самое, только поток тепла в другую сторону.

[wrest]

EUgeneUS в сообщении #1571334 писал(а):

И это правильный ответ!

Полагаю только, что не "в теплую погоду", а в "онлайне", так сказать. Когда начинает таять снег, то предыдущей истории теплой погоды ещё нет.

Ну и тут в принципе оказыватся что снег тает снизу, что не соответсвует "здравому смыслу", ибо солнце-то сверху.

Возникает вопрос: это явление бывает как в начале зимы (когда тает первый снег и земля ещё, действительно, теплая) так и в конце (когда земля, наоборот, холодная)? Или только в начале зимы?

[EUgeneUS]

wrest
Конечно, эффект, как он описан, может наблюдаться только осенью. Когда снег уже выпадает, а грунт ещё не промёрз.

Весной, когда снаружи уже будут плюсовые температуры, а грунт ещё не оттает, может быть обратный эффект - на деревянных шпалах снег растает быстрее, чем на бетонных.

[wrest]

EUgeneUS в сообщении #1571338 писал(а):

Весной, когда снаружи уже будут плюсовые температуры, а грунт ещё не оттает, может быть обратный эффект - на деревянных шпалах снег растает быстрее, чем на бетонных.

Ну должна же быть предсказательная сила у физики? Так "может быть" обратный эффект или "будет"?

-- 24.11.2022, 14:42 --

EUgeneUS в сообщении #1571338 писал(а):

Весной, когда снаружи уже будут плюсовые температуры,

Это поднимает вопрос о том, откуда вообще берутся плюсовые температуры (ведь снег свет отражает, а воздух так и вовсе пропускает) и как тает снег: снизу или сверху.

[EUgeneUS]

wrest
Эффект-то будет, в том смысле, что весной, пока не прогреется грунт, снег будет таять быстрее на деревянных шпалах, чем на бетонных.
А вот будет ли эффект наблюдаемым, в том смысле, что сможем ли мы зафиксировать, что примерно в одном и том же месте в одно и то же время снег на деревянных уже растаял, а на бетонных ещё нет - от многих факторов зависит.

-- 24.11.2022, 14:50 --

wrest в сообщении #1571343 писал(а):

Это поднимает вопрос о том, откуда вообще берутся плюсовые температуры

С юга надуло, например.

wrest в сообщении #1571343 писал(а):

как тает снег: снизу или сверху.

Откуда поступает поток тепла, оттуда и тает.

[wrest]

EUgeneUS в сообщении #1571345 писал(а):

в том смысле, что сможем ли мы зафиксировать, что примерно в одном и том же месте в одно и то же время снег на деревянных уже растаял, а на бетонных ещё нет - от многих факторов зависит.

Хорошо, а осенью это хависит не от "многих факторов"?

[gris]

Главное, в мороз рельсы не лизать!

[EUgeneUS]

wrest в сообщении #1571348 писал(а):

Хорошо, а осенью это хависит не от "многих факторов"?

И осенью это зависит от многих факторов. Но осенью эффект уже зафиксировали. И фото выложили

Кстати, вот Вам два примера, на тему откуда тает снег.
1. Проталины весной вокруг деревьев. Окуда таял снег, снизу или сверху?
2. Сугроб, покрытый весной черной коркой. Откуда таял снег, снизу или сверху, в процессе образования корки?

-- 24.11.2022, 14:56 --

gris в сообщении #1571349 писал(а):

Главное, в мороз рельсы не лизать!

Особенно, на действующей жд-ветке.

[wrest]

Нашёл интересную статью в Науке и Жизни https://www.nkj.ru/archive/articles/30871/

-- 24.11.2022, 15:04 --

EUgeneUS в сообщении #1571350 писал(а):

Но осенью эффект уже зафиксировали. И фото выложили

Ну объяснительная сила физики тут, конечно, проявилась. Хотелось бы, чтобы проявилась и предсказательная.
IRINA-22, Вы нам нужны! Весной, когда снег начнёт таять, надо сфоткать шпалы.

-- 24.11.2022, 15:09 --

EUgeneUS в сообщении #1571350 писал(а):

1. Проталины весной вокруг деревьев. Окуда таял снег, снизу или сверху?

Ну тут я так думаю -- ИК излучение от ствола дерева. Таял, соответственно, по поверхности на которую это ИК попадало.

[Mihr]

(gris)

gris в сообщении #1571349 писал(а):

Главное, в мороз рельсы не лизать!

Да, вроде, и в любую другую погоду тоже ни к чему

(IRINA-22)

wrest в сообщении #1571351 писал(а):

IRINA-22, Вы нам нужны! Весной, когда снег начнёт таять, надо сфоткать шпалы.

Но нужны Вы нам не только поэтому. Вообще нужны

[IRINA-22]

Внук пришёл из школы и сказал "правильную" версию.
Учительница грит, что шёл дождик и вода со шпал стекала и промежуток между шпал поливалась удвоенным дождём.
Чушь какая-то.
А ещё учат, если тебя ударили по правой щеке, не нужно давать сдачи, а подставить левую щёку.
К чему приведёт такое современное образование...

[GraNiNi]

IRINA-22 в сообщении #1571326 писал(а):

Единственно что на ум приходит, от земли идёт тепло запасенное в тёплую погоду, а деревянные шпалы изолируют от тепла.

IRINA-22 в сообщении #1571326 писал(а):

Теплопроводность они не изучали.

Вы верно описали и схватили самую суть, но без понятий о теплопроводности и теплоемкости это объяснить не удастся.

Вообще-то здесь нужно учитывать несколько эффектов.

Грунт (земля) за летний сезон прогревается на значительную глубину и вся эта масса запасает огромное количество тепла.
С наступлением холодов поверхность земли начинает остывать, но очень медленно, так как запасенное тепло постоянно поднимается из глубины.

Если вдруг резко похолодало и температура воздуха понизилась до отрицательных температур, то земля и все тела лежащие на земле тоже начнут остывать, но скорость этого остывания будет разной.

Грунт будет остывать медленно и не остынет до отрицательных температур, а деревянная шпала остынет быстро и промерзнет не некоторую толщину, так, что выпавший снег на ней не будет таять.

Это происходит по нескольким причинам:
- теплопроводность дерева невелика и поэтому теплоотдача (теплопотери) тепла с ее поверхности превышают компенсационные возможности притока тепла из глубины древесины, которые также ограничены низкой плотностью древесины (мал запас тепла на единицу объема, поверхности, в отличие от стального рельса);
- по этой же самой причине (низкая теплопроводность дерева) тепло от грунта тоже не может проникнуть сквозь дерево к поверхности шпалы;

Дождь здесь - второстепенно влияющий фактор.

Когда осенью начинаются первые ночные заморозки, наверное обращали внимание, что утром бывает иней не траве, опавших листьях, но на земле, камнях, асфальте - его нет. Причины - те же.