放射による熱伝達の例

3. 放射による熱伝達の例

1. 例を用いて意味を説明する 放射による熱伝達 ?
討論
放射伝熱とは、電磁波の形で熱が伝わる現象です。放射伝熱の一例として、太陽から地球への熱伝達が挙げられます。地球と太陽の間は真空、あるいはほぼ真空状態であるため、高温の太陽から低温の地球へ伝わる熱は物質を透過できません。太陽から地球へ届く光は電磁波であり、他の多くの電磁波も同様です。したがって、太陽から地球へ伝わる熱は電磁波の形で伝わると結論づけることができます。

2. 暑い日に黒い服を着ると、なぜ体が蒸れて暑く感じるのでしょうか？もしそうなら、気温が非常に高い時と非常に低い時は、それぞれどのような色の服を着るのが適しているのでしょうか？
討論
色によって、他の物体から放出される熱を吸収する能力が異なります。黒は当たる熱のほとんどすべてを吸収する一方、白は当たる熱のほとんどすべてを反射します。暑い日に黒い服を着ると、太陽や空気から来る熱のほとんどすべてを吸収するため、体が暑く感じることがあります。
黒い表面を持つ物体は放射率が1に近く、白い表面を持つ物体は放射率が0に近くなります。放射率は0から1の間の値をとります。物体の放射率が大きいほど（eが1に近いほど）、その物体が放出または吸収する熱量は多くなります。逆に、物体の放射率が小さいほど（eが0に近いほど）、その物体が放出または吸収する熱量は少なくなります。

気温が高いときは明るい色の服（例えば白）を着るべきであり、気温が低いときは暗い色の服（例えば黒）を着るべきである。

3. 地球の半径は 149,6 × 10 であることが知られています。⁶ 地球の放射率は 0,95 で、太陽が真上にある日中に、太陽から地球表面への放射による熱伝達率を推定してください。
討論
以下のことが知られています。
地球の半径 (r) = 149,6 x 10⁶ km = 149,6 x 10⁹ メーター
地球の表面積 (A) = π r² = (3,14)(49,6 x 10⁹ m)² = (3,14)(2460,16 x 10¹⁸ m²) = 7725 x 10¹⁸ m²
地球の放射率 = 0,95
質問: 日射量（Q/t）
ジャワブ：
日射量計算式：
Q/t = (1000 W/m²) e A cos θ
説明：
Q/t = 日射量、1000 W/m²² = 太陽定数、e = 放射率、A = 物体の表面積、θ = 太陽光線と地球表面への法線との間に形成される角度。

太陽が真上にあるとき、太陽光は地球の表面に対して垂直になります。太陽光が地球の表面に対して垂直なとき、その角度は0°になります。^o 地球の表面に垂直な法線を持つ。

Q/t = (1000 W/m²) e A cos θ
Q/t = (1000 W/m²)(0,95)(7725 x 10¹⁸ m²)(cos 0^o)
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 ジュール/秒