1. Mìneachadh air gluasad teas le rèididheachd
Ciamar a tha e a’ faireachdainn ma bhios tu a’ caitheamh aodach dubh air latha teth, no cuin a bhios tu ag eacarsaich tron latha? Dèan coimeas eadar e agus nuair a bhios tu a’ caitheamh aodach geal? Ma bhios tu a’ caitheamh aodach dubh tron latha, bidh thu a’ faireachdainn teth. Carson a tha sin? Tha an t-astar eadar a’ ghrian agus an talamh sa mhadainn cha mhòr an aon rud ris an astar eadar a’ ghrian agus an talamh tron latha agus san fheasgar. Carson a tha na maidnean agus na h-oidhcheannan nas fhuaire agus nas teotha tron latha ma-thà? Tha na freagairtean do na ceistean seo co-cheangailte ri gluasad teas le rèididheachd.
Is e gluasad teas tro rèididheachd gluasad teas ann an cruth tonnan electromagnetic. Is e eisimpleirean de ghluasad teas tro rèididheachd blàths do chuirp nuair a tha thu faisg air àmhainn agus gluasad teas bhon ghrèin chun na talmhainn. Tha teòthachd nas àirde aig a’ ghrèin (timcheall air 6000 Kelvin), agus tha teòthachd nas ìsle aig an talamh. Tha an diofar teòthachd eadar a’ ghrian agus an talamh ag adhbhrachadh gum bi teas a’ gluasad bhon ghrèin (teòthachd nas àirde) chun na talmhainn (teòthachd nas ìsle). Ma tha feum aig gluasad teas bhon ghrèin chun na talmhainn air eadar-mheadhanair no meadhan, mar ghluasad teas tro ghiùlan agus cuairteachadh, chan urrainn don teas ruighinn air an talamh; feumaidh teas a dhol tro fhalamh (no cha mhòr falamh). Mura h-eil teas bhon ghrèin ann, cha bhith beatha air an talamh ann gu bràth oir tha feum aig beatha air lùth bhon ghrèin.
Is e eisimpleir eile de ghluasad teas tro rèididheachd an teas a thathar a’ faireachdainn nuair a tha sinn faisg air lasair. Chan e èadhar ro theth air adhbhrachadh leis an teas a tha sinn a’ faireachdainn. Mar a chaidh a mhìneachadh roimhe, bidh èadhar teth a’ leudachadh gus am bi an dùmhlachd a’ lùghdachadh. Mar thoradh air an sin, bidh an èadhar le dùmhlachd nas ìsle a’ gluasad gu dìreach suas, gun a bhith a’ gluasad gu còmhnard a dh’ionnsaigh sinn. Tha ar bodhaig a’ faireachdainn blàth no teth nuair a tha e faisg air an lasair oir bidh teas a’ gluasad tro rèididheachd bhon lasair (teòthachd nas àirde) chun ar bodhaig (teòthachd nas ìsle).
Tha gluasad teas tro rèididheachd beagan eadar-dhealaichte an taca ri gluasad teas tro ghiùlan agus cuairteachadh. Bidh gluasad teas tro ghiùlan agus cuairteachadh a’ tachairt nuair a bhios nithean aig a bheil eadar-dhealachaidhean teòthachd a’ beantainn ri chèile. Air an làimh eile, faodaidh gluasad teas tro rèididheachd tachairt gun suathadh.
2. Co-aontar gluasad teas le rèididheachd
Tha an ìre gluasaid teas le rèididheachd co-rèireach ri farsaingeachd an nì agus teòthachd iomlan (Sgèile Kelvin) an nì. Tha ìre gluasaid teas nas àirde aig nithean aig a bheil farsaingeachd uachdair nas motha na nithean aig a bheil farsaingeachd uachdair nas lugha.
San aon dòigh, mar eisimpleir, tha ìre gluasaid teas 2 4 = 16 uiread nas motha aig nithean le teòthachd de 1000 Kelvin na nithean le teòthachd de 2000 Kelvin. Chaidh an toradh seo a lorg le Josef Stefan ann an 1879 agus chaidh a thoirt a-mach gu teòiridheach le Ludwig Boltzmann mu chòig bliadhna an dèidh sin.
Q = teas, t = ùine, A = farsaingeachd uachdar an nì (m² ) , T = teòthachd iomlan an nì (K) e = sgaoilidh (àireamh gun tomhas aig a bheil meud eadar 0 agus 1), σ = 5.67 x 10⁻⁶ W / m².K⁴ ( Customer uile-choitcheann. Ris an canar cuideachd an constant Stefan-Boltzmann), Q/t = an ìre gluasaid teas le rèididheachd
Tha sgaoilidh faisg air 1 aig nithean le uachdar dorcha (dubh), agus tha sgaoilidh faisg air 0 aig nithean le dath aotrom. Mar as motha sgaoilidh nì (tha e a’ tighinn faisg air 1), ’s ann as motha an ìre teas a bhios an nì a’ leigeil a-mach. Air an làimh eile, mar as lugha sgaoilidh nì (tha e a’ tighinn faisg air 0), ’s ann as lugha an ìre teas a bhios e a’ leigeil a-mach. ’S urrainn dhuinn a ràdh gu bheil nithean dorcha (dubh) mar as trice a’ leigeil a-mach barrachd teas na nithean aotrom (geal).
Chan e a-mhàin gu bheil meud an sgaoilidh a’ dearbhadh comas nì teas a leigeil a-mach, ach cuideachd comas nì teas a tha air a leigeil a-mach le nithean eile a ghabhail a-steach. Bidh nithean aig a bheil sgaoilidh faisg air 1 (nithean dorcha) a’ gabhail a-steach cha mhòr a h-uile teas a tha air a leigeil a-mach orra. Chan eil ach pàirt bheag air a nochdadh. Air an làimh eile, bidh nithean aig a bheil sgaoilidh faisg air 0 (nithean aotrom) a’ gabhail a-steach beagan teas a tha air a leigeil a-mach orra. Tha a’ mhòr-chuid den teas air a nochdadh leis an nì. Tha sgaoilidh = 1 aig nì a bhios a’ gabhail a-steach a h-uile teas a tha air a leigeil a-mach. Canar an “nì dubh” ris an t-seòrsa nì seo. Chan eil an teirm nì dubh a’ mìneachadh gu bheil nithean dubh, ach tha e a’ mìneachadh comas nithean an teas gu lèir a tha air a leigeil a-mach orra a ghabhail a-steach.
3. An ìre teas a bhios a’ ghrian a’ leigeil a-mach
Stèidhichte air àireamhachadh (a rèir fìrinn), chaidh a lorg gun robh teas de 1350 Joules gach diog gach meatair ceàrnagach a’ gluasad bhon ghrèin chun na talmhainn. Air latha soilleir (gun neòil), tha teas de 1000 Joules gach diog gach meatair ceàrnagach a’ ruighinn uachdar na talmhainn. Air latha grianach (mòran neòil), tha timcheall air 70% den teas air a ghabhail a-steach le àile na talmhainn, chan eil ach 30% den teas a’ ruighinn uachdar na talmhainn. Tha meud an teas a thèid à sealladh ann an àile na talmhainn an urra ri mòran no beagan neòil. Canar an cunbhalach grèine ris an ìre teas de 1350 Joules gach diog gach meatair ceàrnagach . Leis gu bheil Joules gach diog (J/s) = Watts, is urrainn dhuinn an cunbhalach grèine ath-sgrìobhadh gu 1350 Watts gach meatair ceàrnagach = 1350 W/m².
Nuair a ruigeas an teas a bhios a’ ghrian a’ leigeil a-mach uachdar na talmhainn, bidh an talamh agus nithean air uachdar na talmhainn a’ gabhail a-steach an teas. Tha an ìre gabhail teas an urra ri sgaoileadh (e) an nì, farsaingeachd uachdar an nì agus a’ cheàrn a chruthaicheas solas na grèine le loidhne ceart-cheàrnach ri uachdar an nì.
fiosrachadh:
Q/t = ìre gabhail teas, 1000 W/m²2 = cunbhalach grèine, e = sgaoileadh an nì, A = farsaingeachd uachdar an nì, θ = ceàrn air a chruthachadh le solas na grèine le loidhnichean ceart-cheàrnach ri uachdar an nì,
A cos θ = farsaingeachd èifeachdach (farsaingeachd uachdar co-phàirteach nithean ceart-cheàrnach ri solas na grèine)
Tron latha, bidh gathan na grèine co-shìnte ri no a’ tighinn còmhla ri loidhne ceart-cheàrnach ri uachdar na talmhainn (ceàrn cruthaichte = 0).
Is e an ìre as ìsle a chaidh a chruthachadh = 0 o , mar sin, is e an ìre gabhail teas:
Tha an ìre gabhail teas (Q/t) aig a’ char as àirde ma tha an ceàrn a chruthaicheas solas na grèine le loidhne ceart-cheàrnach ri uachdar na talmhainn = 0 ° (cos 0 = 1). Mar as trice, bidh seo a’ tachairt tron latha, far a bheil a’ ghrian ceart-cheàrnach ri uachdar na talmhainn. Mar sin, chan eil feum air iongnadh ma tha solas an latha nas teotha na sa mhadainn no san fheasgar. Sa mhadainn agus san fheasgar, tha an ceàrn a chruthaichear faisg air 90 °.
Ma tha an ceàrn a chaidh a chruthachadh 80 ° , is e an ìre gabhail teas:
Tha an ìre gabhail teas (Q/t) sa mhadainn agus san fheasgar aig an ìre as ìsle leis gu bheil cos θ faisg air neoni. Mar as lugha an cos θ, ’s ann as lugha an ìre gabhail teas.
Aig dol fodha na grèine air fàire an iar no faisg air èirigh air fàire an ear, tha an ceàrn a chaidh a chruthachadh = 90 °.
Leis gu bheil an ceàrn a chaidh a chruthachadh 90 ° , is e an ìre gabhail teas:
Ìre gabhail teas (Q/t) aig dol fodha na grèine no faisg air èirigh = 0.
