3 Exemples de transfert de chaleur par rayonnement
1. Expliquez, à l'aide d'exemples, la signification transfert de chaleur par rayonnement ?
Discussion
Le transfert de chaleur par rayonnement est le transfert de chaleur sous forme d'ondes électromagnétiques. Un exemple de transfert de chaleur par rayonnement est le transfert de chaleur du Soleil vers la Terre. Entre la Terre et le Soleil se trouve le vide ou un quasi-vide ; la chaleur provenant du Soleil, à température plus élevée, et atteignant la Terre, à température plus basse, ne peut donc pas traverser la matière. La lumière émise par le Soleil et atteignant la Terre est une onde électromagnétique, de même que plusieurs autres ondes électromagnétiques ; on peut donc conclure que la chaleur se propage du Soleil vers la Terre sous forme d'ondes électromagnétiques.
2. Pourquoi a-t-on chaud et une sensation d'étouffement lorsqu'on porte des vêtements noirs par temps chaud ? Si oui, quelles couleurs de vêtements sont appropriées lorsqu'il fait très chaud et lorsqu'il fait très froid ?
Discussion
Chaque couleur possède une capacité différente à absorber la chaleur émise par les autres objets. Le noir absorbe presque toute la chaleur qu'il reçoit, tandis que le blanc la réfléchit presque entièrement. Porter des vêtements noirs par une chaude journée peut donner une sensation de chaleur, car le noir absorbe presque toute la chaleur provenant du soleil ou de l'air.
Les objets à surface noire ont une émissivité proche de 1, tandis que les objets blancs ont une émissivité proche de 0. L'émissivité est une grandeur comprise entre 0 et 1. Plus l'émissivité d'un objet est élevée (proche de 1), plus cet objet émet ou absorbe de chaleur. Inversement, plus l'émissivité d'un objet est faible (proche de 0), moins cet objet émet ou absorbe de chaleur.
Lorsque l'air est très chaud, les vêtements portés doivent être de couleur claire (par exemple blancs) et lorsque l'air est très froid, les vêtements portés doivent être de couleur foncée (par exemple noirs).
3. On sait que le rayon de la Terre est de 149,6 x 10⁶6 Sachant que la distance entre le Soleil et la surface de la Terre est de 10 km et que l'émissivité de la Terre est de 0,95, estimez le taux de transfert de chaleur par rayonnement du Soleil vers la surface de la Terre pendant la journée, lorsque le Soleil est directement au-dessus de la tête.
Discussion
Il est connu que :
Rayon de la Terre (r) = 149,6 x 106 km = 149,6 x 109 XNUMX ou XNUMX
La surface de la Terre (A) = π r2 = (3,14)(49,6 x 109 m)2 = (3,14)(2460,16 x 1018 m2) = 7725 × 1018 m2
Émissivité de la Terre = 0,95
Demandé: Taux de rayonnement solaire (Q/t)
Répondre :
Formule du taux de rayonnement solaire :
Q/t = (1000 W/m2) e A cos θ
Information :
Q/t = taux de rayonnement solaire, 1000 W/m²2 = constante solaire, e = émissivité, A = surface de l'objet, θ = angle formé entre les rayons du soleil et la ligne normale à la surface de la Terre.
Lorsque le soleil est au zénith, ses rayons sont perpendiculaires à la surface de la Terre. Dans cette position, ils forment un angle de 0 ° avec la normale à la surface terrestre.
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 Joule/second
