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解锁海滨避暑的秘密——探究海陆气温差异的模拟实验
【生活引入】
炎热的暑假，很多同学到距离蒙阴最近的海滨城市日照去游玩。蒙阴和日照纬度相近，为什么大家更愿意到海滨避暑？——海边风景美？——海边凉爽？这背后藏着什么科学道理呢？今天，咱们就通过一个小实验，揭开海陆气温差异的神秘面纱！
【实验探究】
一、实验题目：用水和沙的温度变化模拟海洋与陆地气温差异
二、实验目的
通过对比相同光照条件下水和沙的温度变化幅度，明确不同物质的热力性质差异。以水类比海洋、沙类比陆地，解释北半球同纬度地区 1 月和 7 月的海陆气温差异现象。
三、实验原理
比热容是物质升高或下降单位温度所吸收或放出的热量，单位为KJ/(kg·℃)。水的比热容约为 4.2KJ/(kg ℃)，大于沙的比热容（约 0.92KJ/(kg ℃)）。在相同热量条件下，比热容小的物质升温快、降温也快；比热容大的物质升温慢、降温也慢。
本实验中，沙模拟陆地、水模拟海洋，通过测量两者在相同光照（吸热）条件下的温度变化，类比实际中海洋与陆地的气温差异规律。
四、实验器材
铁架台、500ml烧杯2个、水、干燥沙子、温度计2支、蝴蝶夹2个、钟表、记录纸、笔。
五、实验步骤
（1）取两个相同规格的烧杯，分别装入相同体积的水和干燥沙子，置于室内阴凉处静置30分钟，使其初始温度接近室温。
（2）将两个烧杯放置在阳光下，使用铁架台和蝴蝶夹分别固定温度计，调节高度使温度计插入水和沙子的深度相同（约2厘米）,避免接触杯底。。
（3）记录初始温度（时间为0小时）。
（4）将烧杯放置在阳光直射处，每隔30分钟观察并记录一次温度，持续2小时。
（5）实验结束后，整理数据，计算温度变化幅度。
注意事项：实验需在晴天进行，避免阴雨、多云天气导致光照不足，影响温度变化效果。温度计使用前需校准，读数时视线与液柱顶端相平，减少人为误差。沙需保持绝对干燥，若含水分会增大比热容，导致实验结果偏差。
六、数据记录与处理
水和沙的温度变化记录表
物质类型 初始温度（℃） 2 小时后温度（℃） 温度变化幅度（℃）
水（模拟海洋）
沙（模拟陆地）
数据计算方法：温度变化幅度 = 2 小时后温度 - 初始温度
七、实验结果与分析
1.由数据可知，沙的温度变化幅度更大，水的温度变化幅度更小。
2.误差分析：若室外出现强风，可能导致沙表面热量散失，使温度变化幅度偏小；
3.现象解释：用水和沙分别类比海洋和陆地，解释以下现象：1月，北半球同纬度的陆地气温比海洋低。7月，北半球同纬度的陆地气温比海洋高。
1 月为北半球冬季，太阳辐射较弱，陆地和海洋都在降温。陆地比热容小，散热速度快，热量流失迅速，故同纬度陆地气温低于海洋。
7 月为北半球夏季，太阳辐射强，陆地和海洋都在升温。陆地吸热后升温快，热量积累明显，故同纬度陆地气温高于海洋。
八、实验结论
相同热量条件下，沙的温度变化幅度大于水，证明不同物质的热力性质存在显著差异。以沙类比陆地、水类比海洋，可得出核心结论：北半球同纬度地区，夏季陆地气温高于海洋，冬季陆地气温低于海洋，该现象源于海陆热力性质的差异，验证了海陆分布对气温的影响机制。
【生活应用】
同学们，经过查询数据，1981-2010年7月平均气温，蒙阴约 27℃，日照约约 26℃，追求凉爽：日照是毫无疑问的最佳选择。它的夏季凉爽期更长，酷热难耐的天气很少，是著名的避暑胜地。这一切的 “幕后推手” 就是海陆热力性质差异。希望大家下次去海边避暑时，还能想起这个有趣的实验，感受科学就在我们身边！

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