1. Kahulugan sa pagbalhin sa kainit pinaagi sa radyasyon
Unsa may imong bation kon magsul-ob ka og itom nga sinina sa init nga adlaw, o kanus-a ka mag-ehersisyo sa maadlaw? Itandi kini sa puti nga sinina? Kon magsul-ob ka og itom nga sinina sa maadlaw, init ang imong pamati. Ngano man? Ang distansya tali sa adlaw ug yuta sa buntag halos parehas sa distansya tali sa adlaw ug yuta sa maadlaw ug gabii. Nan nganong mas bugnaw ug mas init ang mga buntag ug gabii sa maadlaw? Ang mga tubag niini nga mga pangutana may kalabotan sa pagbalhin sa kainit pinaagi sa radyasyon.
Ang pagbalhin sa kainit pinaagi sa radyasyon kay pagbalhin sa kainit sa porma sa mga electromagnetic waves. Ang mga ehemplo sa pagbalhin sa kainit pinaagi sa radyasyon mao ang kainit sa imong lawas kung duol ka sa hudno ug pagbalhin sa kainit gikan sa adlaw ngadto sa yuta. Ang adlaw adunay mas taas nga temperatura (mga 6000 Kelvin), samtang ang yuta adunay mas ubos nga temperatura. Ang kalainan sa temperatura tali sa adlaw ug sa yuta hinungdan sa pagbalhin sa kainit gikan sa adlaw (mas taas nga temperatura) ngadto sa yuta (mas ubos nga temperatura). Kung ang pagbalhin sa kainit gikan sa adlaw ngadto sa yuta nanginahanglan usa ka tigpataliwala o medium, sama sa pagbalhin sa kainit pinaagi sa conduction ug convection, ang kainit dili makaabot sa yuta; ang kainit kinahanglan nga moagi sa usa ka vacuum (o hapit walay sulod). Kung walay kainit gikan sa adlaw, ang kinabuhi sa yuta dili gayud maglungtad tungod kay ang kinabuhi nanginahanglan og enerhiya gikan sa adlaw.
Laing ehemplo sa pagbalhin sa kainit pinaagi sa radyasyon mao ang kainit nga mabati kon duol kita sa siga. Ang kainit nga atong mabati dili tungod sa sobra nga kainit sa hangin tungod sa siga. Sama sa gipasabot kaniadto, ang init nga hangin molapad aron ang densidad mokunhod. Tungod niini, ang hangin nga adunay pagkunhod sa densidad molihok nga patindog pataas, dili molihok nga pinahigda padulong kanato. Ang atong lawas mobati nga init kon duol kini sa siga tungod kay ang kainit molihok pinaagi sa radyasyon gikan sa siga (mas taas nga temperatura) ngadto sa atong lawas (mas ubos nga temperatura).
Ang pagbalhin sa kainit pinaagi sa radyasyon gamay nga lahi kon itandi sa pagbalhin sa kainit pinaagi sa konduksyon ug kombeksyon. Ang pagbalhin sa kainit pinaagi sa konduksyon ug kombeksyon mahitabo kon ang mga butang nga adunay kalainan sa temperatura magdungan sa usag usa. Sa laing bahin, ang pagbalhin sa kainit pinaagi sa radyasyon mahimong mahitabo nga walay pagdungan.
2. Ang ekwasyon sa pagbalhin sa kainit pinaagi sa radyasyon
Ang gikusgon sa pagbalhin sa kainit pinaagi sa radyasyon proporsyonal sa gilapdon sa butang ug sa hingpit nga temperatura (Kelvin Scale) sa butang. Ang mga butang nga adunay mas dako nga gilapdon sa nawong adunay mas taas nga gikusgon sa pagbalhin sa kainit kaysa sa mga butang nga adunay mas gamay nga gilapdon sa nawong.
Maingon man usab, ang mga butang nga adunay temperatura nga 2000 Kelvin, pananglitan, adunay heat transfer rate nga 2 4 = 16 ka pilo nga mas taas kay sa mga butang nga adunay temperatura nga 1000 Kelvin. Kini nga resulta nadiskobrehan ni Josef Stefan niadtong 1879 ug sa teyorya nakuha ni Ludwig Boltzmann mga lima ka tuig ang milabay.
Q = kainit, t = oras, A = gilapdon sa nawong sa butang (m² ) , T = ang hingpit nga temperatura sa butang (K) e = emissivity (walay dimensyon nga numero nga ang gidak-on gikan sa 0 hangtod 1), σ = 5.67 x 10 -8 W/m² .K4 ( Universal constant . Gitawag usab nga Stefan-Boltzmann constant), Q/t = ang rate sa pagbalhin sa kainit pinaagi sa radiation
Ang mga butang nga adunay itom nga mga nawong (itom) adunay emissivity nga duol sa 1, samtang ang mga butang nga adunay kolor nga hayag adunay emissivity nga duol sa 0. Kon mas dako ang emissivity sa usa ka butang (ang e hapit sa 1), mas dako ang rate sa kainit nga gipagawas sa butang. Sa laing bahin, kon mas gamay ang emissivity sa usa ka butang (ang e hapit sa 0), mas gamay ang rate sa kainit nga gipagawas. Maingon nato nga ang mga butang nga ngitngit ang kolor (itom) kasagaran mopagawas ug mas daghang kainit kaysa mga butang nga hayag ang kolor (puti).
Ang gidaghanon sa emissivity dili lamang nagtino sa abilidad sa usa ka butang sa pagpagawas sa kainit, apan lakip usab ang abilidad sa usa ka butang sa pagsuhop sa kainit nga gipagawas sa ubang mga butang. Ang mga butang nga adunay emissivity nga duol sa 1 (mga butang nga itom ang kolor) mosuhop sa halos tanan nga kainit nga gipagawas niini. Gamay ra nga bahin ang na-reflect. Sa laing bahin, ang mga butang nga adunay emissivity nga duol sa 0 (mga butang nga hayag ang kolor) mosuhop og gamay nga kainit nga gipagawas niini. Kadaghanan sa kainit na-reflect sa butang. Ang usa ka butang nga mosuhop sa tanan nga kainit nga gipagawas niini adunay emissivity = 1. Kini nga klase sa butang nailhan nga "itom nga butang." Ang termino nga itom nga butang wala magpasabut nga ang mga butang itom, apan nagpatin-aw sa abilidad sa mga butang sa pagsuhop sa tanan nga kainit nga gipagawas niini.
3. Ang gikusgon sa kainit nga gipagawas sa adlaw
Base sa mga kalkulasyon (sumala sa realidad), nakit-an nga adunay kainit nga 1350 Joules kada segundo kada metro kwadrado nga mibalhin gikan sa adlaw ngadto sa yuta. Sa usa ka hayag nga adlaw (walay panganod), adunay kainit nga 1000 Joules kada segundo kada metro kwadrado nga moabot sa nawong sa yuta. Sa usa ka maaraw nga adlaw (daghang panganod), mga 70% sa kainit ang masuhop sa atmospera sa yuta, 30% lang sa kainit ang moabot sa nawong sa yuta. Ang gidak-on sa kainit nga mawala sa atmospera sa yuta nagdepende sa daghan o pipila ka mga panganod. Ang gidaghanon sa kainit nga 1350 Joules kada segundo kada metro kwadrado nailhan nga solar constant . Tungod kay ang Joules kada segundo (J/s) = Watts, mahimo natong isulat pag-usab ang solar constant ngadto sa 1350 Watts kada metro kwadrado = 1350 W/m2.
Kung ang kainit nga gipagawas sa adlaw moabot sa ibabaw sa yuta, ang kainit masuhop sa yuta ug sa mga butang sa ibabaw sa yuta. Ang gikusgon sa pagsuhop sa kainit nagdepende sa emissivity (e) sa butang, sa gilapdon sa ibabaw sa butang ug sa anggulo nga naporma sa kahayag sa adlaw nga adunay linya nga patindog sa ibabaw sa butang.
Impormasyon:
Q/t = gikusgon sa pagsuhop sa kainit, 1000 W/m2 = solar constant, e = emissivity sa butang, A = surface area sa butang, θ = anggulo nga naporma sa kahayag sa adlaw nga adunay mga linya nga perpendikular sa nawong sa butang,
A cos θ = epektibo nga lugar (component surface area sa mga butang nga patindog sa kahayag sa adlaw)
Sa maadlaw, ang mga silaw sa adlaw mo-parallel o motakdo sa usa ka linya nga patindog sa nawong sa yuta (naporma nga anggulo = 0).
Ang mas ubos nga naporma = 0 o , busa, ang gikusgon sa pagsuhop sa kainit mao ang:
Ang gikusgon sa pagsuhop sa kainit (Q/t) mao ang pinakataas kon ang anggulo nga naporma sa kahayag sa adlaw nga adunay linya nga patindog sa nawong sa yuta = 0 ° (cos 0 = 1). Kasagaran, kini mahitabo sa maadlaw, diin ang adlaw patindog sa nawong sa yuta. Busa, dili angay ikatingala kon ang kahayag sa adlaw mas init kay sa buntag o gabii. Sa buntag ug gabii, ang anggulo nga namugna duol sa 90 °.
Kon ang anggulo nga naporma kay 80 ° , nan ang gikusgon sa pagsuhop sa kainit mao ang:
Ang gikusgon sa pagsuhop sa kainit (Q/t) sa buntag ug gabii mao ang minimum tungod kay ang cos θ hapit sa zero. Kon mas gamay ang cos θ, mas gamay ang gikusgon sa pagsuhop sa kainit.
Sa pagsalop sa adlaw sa kasadpang kapunawpunawan o hapit na mosubang sa sidlakang kapunawpunawan, ang anggulo nga namugna = 90 °.
Tungod kay ang anggulo nga naporma kay 90 ° , ang gikusgon sa pagsuhop sa kainit mao ang:
Rate sa pagsuhop sa kainit (Q/t) sa pagsalop sa adlaw o hapit na mosubang = 0.
