3 esempi di trasferimento di calore per irraggiamento
1. Spiega usando degli esempi il significato trasferimento di calore per irraggiamento ?
Discussione
Il trasferimento di calore per irraggiamento è il trasferimento di calore sotto forma di onde elettromagnetiche. Un esempio di trasferimento di calore per irraggiamento è il trasferimento di calore dal Sole alla Terra. Tra la Terra e il Sole c'è il vuoto o quasi vuoto, quindi il calore proveniente dal Sole, a una temperatura più elevata, verso la Terra, a una temperatura inferiore, non può attraversare la materia. La luce che arriva dal Sole alla Terra è un'onda elettromagnetica, così come molte altre onde elettromagnetiche, quindi si può concludere che il calore si muove dal Sole alla Terra sotto forma di onde elettromagnetiche.
2. Perché si avverte una sensazione di calore e soffocamento quando si indossano abiti neri in una giornata calda? In tal caso, quale colore di abbigliamento è più adatto quando fa molto caldo e quale quando fa molto freddo?
Discussione
Ogni colore ha una diversa capacità di assorbire il calore emesso da altri oggetti. Il nero assorbe quasi tutto il calore che lo colpisce, mentre il bianco lo riflette quasi completamente. Indossare abiti neri in una giornata calda può far sentire caldo al corpo perché il nero assorbe quasi tutto il calore proveniente dal sole o dall'aria.
Gli oggetti con superfici nere hanno un'emissività prossima a 1, mentre gli oggetti bianchi hanno un'emissività prossima a 0. L'emissività ha un valore compreso tra 0 e 1. Maggiore è l'emissività di un oggetto (e prossima a 1), maggiore è la quantità di calore che l'oggetto emette o assorbe. Viceversa, minore è l'emissività di un oggetto (e prossima a 0), minore è la quantità di calore che l'oggetto emette o assorbe.
Quando l'aria è molto calda, gli abiti indossati dovrebbero essere di colore chiaro (ad esempio bianchi), mentre quando l'aria è molto fredda, gli abiti indossati dovrebbero essere di colore scuro (ad esempio neri).
3. È noto che il raggio della Terra è pari a 149,6 x 106 km e l'emissività terrestre è 0,95. Stima la velocità di trasferimento del calore per irraggiamento dal sole alla superficie terrestre durante il giorno quando il sole è direttamente sopra la testa!
Discussione
È noto che:
Raggio terrestre (r) = 149,6 x 106 km = 149,6 x 109 metro
Area della superficie terrestre (A) = π r2 = (3,14)(49,6 x 109 m)2 = (3,14)(2460,16 x 1018 m2) = 7725 x 1018 m2
Emissività terrestre = 0,95
Chiesto: Tasso di radiazione solare (Q/t)
Risposta :
Formula per il tasso di radiazione solare:
Q/t = (1000 W/m2) e A cos θ
Informazione :
Q/t = tasso di radiazione solare, 1000 W/m2 = costante solare, e = emissività, A = area superficiale dell'oggetto, θ = angolo formato tra i raggi solari e la normale alla superficie terrestre.
Quando il sole è allo zenit, la luce solare è perpendicolare alla superficie terrestre. Quando è perpendicolare alla superficie terrestre, la luce solare forma un angolo di 0 ° con la normale alla superficie 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/secondo
