3 Прыклады цеплаперадачы выпраменьваннем
1. Растлумачце на прыкладах значэнне перадача цяпла выпраменьваннем ?
Абмеркаванне
Радыяцыйная цеплаперадача — гэта перадача цяпла ў выглядзе электрамагнітных хваль. Прыкладам радыяцыйнай цеплаперадачы з'яўляецца перадача цяпла ад Сонца да Зямлі. Паміж Зямлёй і Сонцам знаходзіцца вакуум або амаль вакуум, таму цяпло, якое паступае ад Сонца пры больш высокай тэмпературы да Зямлі пры больш нізкай тэмпературы, не можа прайсці праз матэрыю. Святло, якое паступае ад Сонца да Зямлі, з'яўляецца электрамагнітнай хваляй, як і некаторыя іншыя электрамагнітныя хвалі, таму можна зрабіць выснову, што цяпло перамяшчаецца ад Сонца да Зямлі ў выглядзе электрамагнітных хваль.
2. Чаму ў спякотны дзень у чорным адзенні адчуваецца горача і душна? Калі так, то які колер адзення падыходзіць для вельмі гарачага, а які для вельмі халоднага паветра?
Абмеркаванне
Кожны колер мае розную здольнасць паглынаць цяпло, якое выпраменьваецца іншымі аб'ектамі. Чорны паглынае амаль усё цяпло, якое на яго падае, а белы амаль усё адлюстроўвае. Нашэнне чорнага адзення ў спякотны дзень можа прывесці да таго, што ваша цела будзе горача, таму што чорны паглынае амаль усё цяпло, якое паступае ад сонца або паветра.
Аб'екты з чорнай паверхняй маюць эмісійную здольнасць, блізкую да 1, у той час як белыя аб'екты маюць эмісійную здольнасць, блізкую да 0. Эмісійная здольнасць мае значэнне ад 0 да 1. Чым большая эмісійная здольнасць аб'екта (e блізка да 1), тым больш цяпла ён выпраменьвае або паглынае. І наадварот, чым меншая эмісійная здольнасць аб'екта (e блізка да 0), тым менш цяпла ён выпраменьвае або паглынае.
Калі паветра вельмі гарачае, адзенне павінна быць светлага колеру (напрыклад, белага), а калі паветра вельмі халоднае, адзенне павінна быць цёмнага колеру (напрыклад, чорнага).
3. Вядома, што радыус Зямлі роўны 149,6 х 106 км, а каэфіцыент выпраменьвання Зямлі роўны 0,95. Ацаніце хуткасць перадачы цяпла выпраменьваннем ад сонца да паверхні Зямлі на працягу дня, калі сонца знаходзіцца прама над галавой!
Абмеркаванне
Вядома, што:
Радыус Зямлі (r) = 149,6 x 106 км = 149,6 х 109 метр
Плошча паверхні Зямлі (A) = πr2 = (3,14)(49,6 х 109 m)2 = (3,14)(2460,16 х 1018 m2) = 7725 х 1018 m2
Выпраменьвальная здольнасць Зямлі = 0,95
Спыталі: Інтэнсіўнасць сонечнай радыяцыі (Q/t)
Адказ:
Формула хуткасці сонечнага выпраменьвання:
Q/t = (1000 Вт/м2) e A cos θ
інфармацыя:
Q/t = хуткасць сонечнага выпраменьвання, 1000 Вт/м²2 = сонечная пастаянная, e = эмісійная здольнасць, A = плошча паверхні аб'екта, θ = вугал, утвораны паміж сонечнымі прамянямі і нармаллю да паверхні Зямлі.
Калі сонца знаходзіцца прама над галавой, сонечнае святло перпендыкулярнае паверхні Зямлі. Пры перпендыкулярным паверхні Зямлі сонечнае святло ўтварае вугал 0 ° з нармаллю, перпендыкулярнай паверхні Зямлі.
Q/t = (1000 Вт/м2) e A cos θ
Q/t = (1000 Вт/м2)(0,95)(7725 х 1018 m2)(cos 0o)
Q/t = (1000 Вт/м2)(0,95)(7725 х 1018 m2)(1)
Q/t = (1000 Вт/м2)(0,95)(7725 х 1018 m2)(1)
Q/t = 7.338.750 × 1018
Q/t = 7,34 × 1024 Джоўль/секунда
