3 примера за пренос на топлина чрез радиация
1. Обяснете, използвайки примери, значението пренос на топлина чрез радиация ?
Дискусия
Радиационният топлопренос е пренос на топлина под формата на електромагнитни вълни. Пример за радиационен топлопренос е преносът на топлина от слънцето към Земята. Между Земята и слънцето има вакуум или почти вакуум, така че топлината, идваща от слънцето, при по-висока температура, към земята, при по-ниска температура, не може да премине през материята. Светлината, идваща от слънцето към Земята, е електромагнитна вълна, както и няколко други електромагнитни вълни, така че може да се заключи, че топлината се движи от слънцето към Земята под формата на електромагнитни вълни.
2. Защо тялото ни е горещо и задушно, когато носите черни дрехи в горещ ден? Ако е така, какъв цвят дрехи е подходящ за носене, когато въздухът е много горещ и когато въздухът е много студен?
Дискусия
Всеки цвят има различна способност да абсорбира топлината, излъчвана от други обекти. Черният цвят абсорбира почти цялата топлина, която пада върху него, докато белият отразява почти цялата топлина, която пада върху него. Носенето на черни дрехи в горещ ден може да накара тялото ви да се чувства горещо, защото черният цвят абсорбира почти цялата топлина, идваща от слънцето или въздуха.
Обектите с черни повърхности имат емисионна способност близка до 1, докато белите обекти имат емисионна способност близка до 0. Емисионната способност има стойност между 0 и 1. Колкото по-голяма е емисионната способност на даден обект (e близо до 1), толкова повече топлина излъчва или абсорбира той. Обратно, колкото по-малка е емисионната способност на даден обект (e близо до 0), толкова по-малко топлина излъчва или абсорбира той.
Когато въздухът е много горещ, дрехите, които се носят, трябва да са светли на цвят (например бели), а когато въздухът е много студен, дрехите, които се носят, трябва да са тъмни на цвят (например черни).
3. Известно е, че радиусът на Земята е 149,6 x 106 км, а излъчвателната способност на Земята е 0,95. Оценете скоростта на пренос на топлина чрез радиация от слънцето към земната повърхност през деня, когато слънцето е директно над главите ни!
Дискусия
Известно е, че:
Радиусът на Земята (r) = 149,6 x 106 км = 149,6 x 109 метър
Площ на земната повърхност (A) = πr2 = (3,14)(49,6 x 109 m)2 = (3,14)(2460,16 x 1018 m2) = 7725 x 1018 m2
Излъчвателна способност на Земята = 0,95
Попитано: Слънчева радиация (Q/t)
Отговор:
Формула за скоростта на слънчевата радиация:
Q/t = (1000 W/m2) e A cos θ
Информация :
Q/t = интензитет на слънчева радиация, 1000 W/m²2 = слънчева константа, e = емисионна способност, A = площ на обекта, θ = ъгъл, образуван между слънчевите лъчи и нормалата към земната повърхност.
Когато слънцето е директно над главите ни, слънчевата светлина е перпендикулярна на земната повърхност. Когато е перпендикулярна на земната повърхност, слънчевата светлина образува ъгъл от 0°.o с нормална линия, перпендикулярна на земната повърхност.
Q/t = (1000 W/m2) e A cos θ
Q/t = (1000 W/m2)(0,95)(7725 x 1018 m2)(cos 0o)
Q/t = (1000 W/m2)(0,95)(7725 x 1018 m2) (1)
Q/t = (1000 W/m2)(0,95)(7725 x 1018 m2) (1)
Q/t = 7.338.750 x 1018
Q/t = 7,34 x 1024 Джаул/секунда
