Ыстық күні қара киім кигенде немесе күндіз жаттығу жасағанда қандай сезімде боласыз? Ақ киім киген кездегі жағдаймен салыстырыңызшы? Егер күндіз қара киім кисеңіз, өзіңізді оңай ыстық сезінесіз. Неліктен? Таңертең күн мен жердің арақашықтығы түскі және кешкі уақытта күн мен жердің арақашықтығымен бірдей. Сонымен, неге таңертең және кешкі уақытта салқын, ал түстен кейін ыстық болады? Бұл сұрақтардың жауабы сәулелену арқылы жылу берумен байланысты.
Радиациялық жылу алмасу - жылудың электромагниттік толқындар түрінде берілуі . Радиациялық жылу алмасудың мысалдарына пештің жанында болған кезде денеңіз сезінетін жылу және күннен жерге жылудың берілуі жатады. Күннің температурасы жоғары (шамамен 6000 Кельвин), ал Жердің температурасы төмен. Күн мен жер арасындағы бұл температура айырмашылығы жылудың күннен жерге (жоғары температура) (төмен температура) ауысуына әкеледі. Егер күннен жерге жылу беру үшін жылу өткізгіштік және конвекция арқылы берілетіндей аралық немесе орта қажет болса, онда жылу Жерге жетпейді; ол вакуум арқылы (немесе шамамен сол арқылы) өтуі керек еді. Күннің жылу көзі болмаса, Жердегі тіршілік болмас еді, себебі тіршілік энергияны қажет етеді.
Сәулелену арқылы жылу берудің тағы бір мысалы - жалынның жанында сезінетін жылу. Біз сезінетін жылу жалынның ауаны қыздыруынан туындамайды. Бұрын түсіндірілгендей, ыстық ауа кеңейіп, тығыздығын төмендетеді. Нәтижесінде, тығыздығы төмендеген ауа бізге қарай көлденең емес, тігінен жоғары қарай жылжиды. Жалынның жанында денеміз жылы немесе ыстық сезінеді, себебі жылу жалыннан (жоғары температура) сәулелену арқылы денемізге (төмен температура) беріледі.
Сәулелену арқылы жылу беру жылу өткізгіштік және конвекция арқылы жылу беруден сәл өзгеше . Өткізгіштік және конвекция арқылы жылу беру әртүрлі температурадағы заттар жанасқан кезде пайда болады. Керісінше, сәулелену арқылы жылу беру жанасусыз да жүруі мүмкін.
Сәулелік жылу алмасу формуласы
Сәулелену арқылы жылу беру жылдамдығы объектінің беткі ауданына және объектінің абсолюттік температурасының төртінші дәрежесіне (Кельвин шкаласы) пропорционалды екені анықталды. Беткі ауданы үлкен объектілердің жылу беру жылдамдығы беткі ауданы кіші объектілерге қарағанда жоғары. Сол сияқты, мысалы, 2000 Кельвиндегі объектінің жылу беру жылдамдығы 1000 Кельвиндегі объектіге қарағанда 2 4 = 16 есе жоғары. Бұл нәтижені 1879 жылы Йозеф Стефан ашқан және теориялық тұрғыдан шамамен 5 жылдан кейін Людвиг Больцман шығарған.
Сипаттамасы: Q = Жылу, t = уақыт, A = Нысанның беткі ауданы (м2), T = Нысанның абсолютті температурасы (K), e = Эмиссиялық (мәні 0-ден 1-ге дейінгі өлшемсіз сан), 5,67 x 10-8 Вт / м2.K4 (Әмбебап тұрақты. Стефан-Больцман тұрақтысы деп те аталады), Q/t = сәулелену арқылы жылу беру жылдамдығы немесе энергия сәулелену жылдамдығы
Қараңғы беті бар (қара) заттардың сәулелену қабілеті 1-ге жақын, ал ашық түсті заттардың сәулелену қабілеті 0-ге жақын. Нысанның сәулелену қабілеті неғұрлым жоғары болса (e 1-ге жақын), сол заттың шығаратын жылу жылдамдығы соғұрлым жоғары болады. Керісінше, сол заттың сәулелену қабілеті неғұрлым төмен болса (e 0-ге жақын), соғұрлым жылу шығаратын жылу жылдамдығы аз болады. Қара түсті заттар (қара) әдетте ашық түсті заттарға (ақ) қарағанда көбірек жылу шығарады деп айта аламыз.
Сәулелену шамасы тек заттың жылу шығару қабілетін ғана емес, сонымен қатар басқа заттар шығаратын жылуды сіңіру қабілетін де анықтайды. Сәулелену қабілеті 1-ге жақын заттар (қараңғы заттар) өздеріне шығарылатын жылудың барлығын дерлік сіңіреді. Тек аз ғана бөлігі шағылысады. Керісінше, сәулелену қабілеті 0-ге жақын заттар (жеңіл заттар) өздеріне шығарылатын жылудың аз ғана бөлігін сіңіреді. Жылудың көп бөлігі затпен шағылысады. Өздеріне шығарылатын барлық жылуды сіңіретін заттардың сәулелену қабілеті = 1 болады. Бұл зат түрі «қара дене» деп аталады. «Қара дене» термині қара түсті затты сипаттамайды, бірақ оған шығарылатын барлық жылуды сіңіру қабілетін сипаттайды.
