বিকিরণের মাধ্যমে তাপ স্থানান্তরের ৩টি উদাহরণ
১. উদাহরণসহ অর্থ ব্যাখ্যা করো। বিকিরণের মাধ্যমে তাপ স্থানান্তর ?
আলোচনা
বিকিরণ তাপ স্থানান্তর হলো তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গের আকারে তাপের স্থানান্তর। বিকিরণ তাপ স্থানান্তরের একটি উদাহরণ হলো সূর্য থেকে পৃথিবীতে তাপের স্থানান্তর। পৃথিবী ও সূর্যের মাঝে একটি শূন্যস্থান বা প্রায় শূন্যস্থান রয়েছে, তাই সূর্য থেকে আসা উচ্চ তাপমাত্রার তাপ নিম্ন তাপমাত্রার পৃথিবীতে পদার্থের মধ্য দিয়ে যেতে পারে না। সূর্য থেকে পৃথিবীতে আসা আলো একটি তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গ, এবং আরও অনেক তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গও তাই, সুতরাং এই সিদ্ধান্তে আসা যায় যে তাপ সূর্য থেকে পৃথিবীতে তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গের আকারে স্থানান্তরিত হয়।
২. গরমের দিনে কালো পোশাক পরলে শরীর গরম ও ভ্যাপসা লাগে কেন? যদি তাই হয়, তাহলে যখন আবহাওয়া খুব গরম ও খুব ঠান্ডা থাকে তখন কোন রঙের পোশাক পরা উপযুক্ত?
আলোচনা
প্রতিটি রঙেরই অন্য বস্তু থেকে নির্গত তাপ শোষণ করার ক্ষমতা ভিন্ন। কালো রঙ তার উপর আপতিত প্রায় সমস্ত তাপ শোষণ করে, অন্যদিকে সাদা রঙ তার উপর আপতিত প্রায় সমস্ত তাপ প্রতিফলিত করে। গরমের দিনে কালো পোশাক পরলে আপনার শরীর গরম লাগতে পারে, কারণ কালো রঙ সূর্য বা বাতাস থেকে আসা প্রায় সমস্ত তাপ শোষণ করে নেয়।
কালো পৃষ্ঠযুক্ত বস্তুর বিকিরণ ক্ষমতা ১-এর কাছাকাছি, অন্যদিকে সাদা বস্তুর বিকিরণ ক্ষমতা ০-এর কাছাকাছি। বিকিরণ ক্ষমতার মান ০ এবং ১-এর মধ্যে থাকে। কোনো বস্তুর বিকিরণ ক্ষমতা যত বেশি হয় (e ১-এর কাছাকাছি), বস্তুটি তত বেশি তাপ নির্গত বা শোষণ করে। বিপরীতভাবে, কোনো বস্তুর বিকিরণ ক্ষমতা যত কম হয় (e ০-এর কাছাকাছি), বস্তুটি তত কম তাপ নির্গত বা শোষণ করে।
যখন বাতাস খুব গরম থাকে, তখন হালকা রঙের (যেমন সাদা) পোশাক পরা উচিত এবং যখন বাতাস খুব ঠান্ডা থাকে, তখন গাঢ় রঙের (যেমন কালো) পোশাক পরা উচিত।
৩. পৃথিবীর ব্যাসার্ধ ১৪৯.৬ x ১০⁻¹¹ বলে জানা যায়।6 পৃথিবীর ব্যাসার্ধ কিমি এবং পৃথিবীর বিকিরণ ক্ষমতা ০.৯৫। দিনের বেলায়, যখন সূর্য ঠিক মাথার উপরে থাকে, তখন সূর্য থেকে পৃথিবীর পৃষ্ঠে বিকিরণের মাধ্যমে তাপ স্থানান্তরের হার অনুমান করুন।
আলোচনা
এটা জানা যায় যে:
পৃথিবীর ব্যাসার্ধ (r) = 149,6 x 106 কিমি = ১৪৯.৬ x ১০9 মিটার
পৃথিবীর পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল (A) = π r2 = (3,14)(49,6 x 109 m)2 = (3,14)(2460,16 x 1018 m2) = ১০০ x ১২18 m2
পৃথিবীর বিকিরণ ক্ষমতা = ০.৯৫
জিজ্ঞাসা করা হয়েছে: সৌর বিকিরণের হার (Q/t)
উত্তর :
সৌর বিকিরণ হারের সূত্র:
Q/t = (1000 W/m2) e A cos θ
তথ্য :
Q/t = সৌর বিকিরণের হার, 1000 W/m²2 φ = সৌর ধ্রুবক, e = বিকিরণ ক্ষমতা, A = বস্তুটির পৃষ্ঠতলের ক্ষেত্রফল, θ = সূর্যের রশ্মি এবং পৃথিবীর পৃষ্ঠের অভিলম্ব রেখার মধ্যে গঠিত কোণ।
যখন সূর্য ঠিক মাথার উপরে থাকে, তখন সূর্যের আলো পৃথিবীর পৃষ্ঠের উপর লম্বভাবে পড়ে। পৃথিবীর পৃষ্ঠের উপর লম্বভাবে পড়ার সময়, সূর্যের আলো পৃথিবীর পৃষ্ঠের উপর লম্ব স্বাভাবিক রেখার সাথে একটি ০ ° কোণ তৈরি করে।
Q/t = (1000 W/m2) e A cos θ
Q/t = (1000 W/m2)(০.৯৫)(৭৭২৫ x ১০18 m2)(cos 0o)
Q/t = (1000 W/m2)(০.৯৫)(৭৭২৫ x ১০18 m2)(1)
Q/t = (1000 W/m2)(০.৯৫)(৭৭২৫ x ১০18 m2)(1)
Q/t = 7.338.750 x 1018
Q/t = 7,34 x 1024 জুল/সেকেন্ড
