3 ವಿಕಿರಣದಿಂದ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆಯ ಉದಾಹರಣೆಗಳು
1. ಉದಾಹರಣೆಗಳನ್ನು ಬಳಸಿ ಅರ್ಥವನ್ನು ವಿವರಿಸಿ ವಿಕಿರಣದಿಂದ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ ?
ಚರ್ಚೆ
ವಿಕಿರಣ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ ಎಂದರೆ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಅಲೆಗಳ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ. ವಿಕಿರಣ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆಯ ಒಂದು ಉದಾಹರಣೆಯೆಂದರೆ ಸೂರ್ಯನಿಂದ ಭೂಮಿಗೆ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ. ಭೂಮಿ ಮತ್ತು ಸೂರ್ಯನ ನಡುವೆ ನಿರ್ವಾತ ಅಥವಾ ಬಹುತೇಕ ನಿರ್ವಾತವಿದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಸೂರ್ಯನಿಂದ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಭೂಮಿಗೆ, ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಬರುವ ಶಾಖವು ವಸ್ತುವಿನ ಮೂಲಕ ಹಾದುಹೋಗಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ. ಸೂರ್ಯನಿಂದ ಭೂಮಿಗೆ ಬರುವ ಬೆಳಕು ಹಲವಾರು ಇತರ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಅಲೆಗಳಂತೆ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ತರಂಗವಾಗಿದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಶಾಖವು ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಅಲೆಗಳ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಸೂರ್ಯನಿಂದ ಭೂಮಿಗೆ ಚಲಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ತೀರ್ಮಾನಿಸಬಹುದು.
2. ಬಿಸಿಲಿನ ದಿನ ಕಪ್ಪು ಬಟ್ಟೆಗಳನ್ನು ಧರಿಸಿದಾಗ ದೇಹವು ಬಿಸಿಯಾಗಿ ಮತ್ತು ಉಸಿರುಕಟ್ಟಿಕೊಳ್ಳುವ ಅನುಭವವಾಗುವುದು ಏಕೆ? ಹಾಗಿದ್ದಲ್ಲಿ, ಗಾಳಿಯು ತುಂಬಾ ಬಿಸಿಯಾಗಿರುವಾಗ ಮತ್ತು ಗಾಳಿಯು ತುಂಬಾ ತಂಪಾಗಿರುವಾಗ ಯಾವ ಬಣ್ಣದ ಬಟ್ಟೆಗಳನ್ನು ಧರಿಸಲು ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ?
ಚರ್ಚೆ
ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಬಣ್ಣವು ಇತರ ವಸ್ತುಗಳಿಂದ ಹೊರಸೂಸುವ ಶಾಖವನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ವಿಭಿನ್ನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಕಪ್ಪು ಬಣ್ಣವು ಅದರ ಮೇಲೆ ಬೀಳುವ ಬಹುತೇಕ ಎಲ್ಲಾ ಶಾಖವನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಬಿಳಿ ಬಣ್ಣವು ಅದರ ಮೇಲೆ ಬೀಳುವ ಬಹುತೇಕ ಎಲ್ಲಾ ಶಾಖವನ್ನು ಪ್ರತಿಬಿಂಬಿಸುತ್ತದೆ. ಬಿಸಿಲಿನ ದಿನದಂದು ಕಪ್ಪು ಬಟ್ಟೆಗಳನ್ನು ಧರಿಸುವುದರಿಂದ ನಿಮ್ಮ ದೇಹವು ಬಿಸಿಯಾಗಿರುವಂತೆ ಭಾಸವಾಗುತ್ತದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಕಪ್ಪು ಬಣ್ಣವು ಸೂರ್ಯ ಅಥವಾ ಗಾಳಿಯಿಂದ ಬರುವ ಬಹುತೇಕ ಎಲ್ಲಾ ಶಾಖವನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.
ಕಪ್ಪು ಮೇಲ್ಮೈ ಹೊಂದಿರುವ ವಸ್ತುಗಳು 1 ಕ್ಕೆ ಹತ್ತಿರವಿರುವ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದರೆ, ಬಿಳಿ ವಸ್ತುಗಳು 0 ಕ್ಕೆ ಹತ್ತಿರವಿರುವ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯು 0 ಮತ್ತು 1 ರ ನಡುವಿನ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ವಸ್ತುವಿನ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆ ಹೆಚ್ಚಾದಷ್ಟೂ (e 1 ಕ್ಕೆ ಹತ್ತಿರ), ವಸ್ತುವು ಹೆಚ್ಚು ಶಾಖವನ್ನು ಹೊರಸೂಸುತ್ತದೆ ಅಥವಾ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಇದಕ್ಕೆ ವ್ಯತಿರಿಕ್ತವಾಗಿ, ವಸ್ತುವಿನ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆ ಕಡಿಮೆಯಾದಷ್ಟೂ (e 0 ಕ್ಕೆ ಹತ್ತಿರ), ವಸ್ತುವು ಕಡಿಮೆ ಶಾಖವನ್ನು ಹೊರಸೂಸುತ್ತದೆ ಅಥವಾ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.
ಗಾಳಿ ತುಂಬಾ ಬಿಸಿಯಾಗಿರುವಾಗ, ಧರಿಸುವ ಬಟ್ಟೆಗಳು ತಿಳಿ ಬಣ್ಣದಲ್ಲಿರಬೇಕು (ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಬಿಳಿ) ಮತ್ತು ಗಾಳಿ ತುಂಬಾ ತಂಪಾಗಿರುವಾಗ, ಧರಿಸುವ ಬಟ್ಟೆಗಳು ಗಾಢ ಬಣ್ಣದಲ್ಲಿರಬೇಕು (ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಕಪ್ಪು).
3. ಭೂಮಿಯ ತ್ರಿಜ್ಯವು 149,6 x 10 ಎಂದು ತಿಳಿದುಬಂದಿದೆ.6 ಕಿ.ಮೀ ಮತ್ತು ಭೂಮಿಯ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆ 0,95. ಸೂರ್ಯನು ನೇರವಾಗಿ ತಲೆಯ ಮೇಲೆ ಇರುವ ಹಗಲಿನಲ್ಲಿ ಸೂರ್ಯನಿಂದ ಭೂಮಿಯ ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ವಿಕಿರಣದಿಂದ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆಯ ದರವನ್ನು ಅಂದಾಜು ಮಾಡಿ!
ಚರ್ಚೆ
ಇದು ತಿಳಿದಿದೆ:
ಭೂಮಿಯ ತ್ರಿಜ್ಯ (r) = 149,6 x 106 ಕಿಮೀ = 149,6 x 109 ಮೀಟರ್
ಭೂಮಿಯ ಮೇಲ್ಮೈ ವಿಸ್ತೀರ್ಣ (A) = π r2 = (3,14)(49,6 x 109 m)2 = (3,14)(2460,16 x 1018 m2) = 7725 x 1018 m2
ಭೂಮಿಯ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆ = 0,95
ಕೇಳಲಾಗಿದೆ: ಸೌರ ವಿಕಿರಣ ದರ (ಪ್ರ/ಟಿ)
ಉತ್ತರ :
ಸೌರ ವಿಕಿರಣ ದರ ಸೂತ್ರ:
ಪ್ರಶ್ನೆ/ಟಿ = (1000 W/ಮೀ2) ಇ ಎ ಕಾಸ್ θ
ಮಾಹಿತಿ :
Q/t = ಸೌರ ವಿಕಿರಣ ದರ, 1000 W/m2 = ಸೌರ ಸ್ಥಿರಾಂಕ, e = ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆ, A = ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲ್ಮೈ ವಿಸ್ತೀರ್ಣ, θ = ಸೂರ್ಯನ ಕಿರಣಗಳು ಮತ್ತು ಭೂಮಿಯ ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ಸಾಮಾನ್ಯ ರೇಖೆಯ ನಡುವೆ ರೂಪುಗೊಂಡ ಕೋನ.
ಸೂರ್ಯನು ನೇರವಾಗಿ ತಲೆಯ ಮೇಲೆ ಇರುವಾಗ, ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕು ಭೂಮಿಯ ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ಲಂಬವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಭೂಮಿಯ ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ಲಂಬವಾಗಿರುವಾಗ, ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕು ಭೂಮಿಯ ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ಲಂಬವಾಗಿರುವ ಸಾಮಾನ್ಯ ರೇಖೆಯೊಂದಿಗೆ 0 ° ಕೋನವನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ.
ಪ್ರಶ್ನೆ/ಟಿ = (1000 W/ಮೀ2) ಇ ಎ ಕಾಸ್ θ
ಪ್ರಶ್ನೆ/ಟಿ = (1000 W/ಮೀ2)(0,95)(7725 x 1018 m2)(ಕಾಸ್ 0)o)
ಪ್ರಶ್ನೆ/ಟಿ = (1000 W/ಮೀ2)(0,95)(7725 x 1018 m2)(1)
ಪ್ರಶ್ನೆ/ಟಿ = (1000 W/ಮೀ2)(0,95)(7725 x 1018 m2)(1)
ಪ್ರಶ್ನೆ/ಟಿ = 7.338.750 x 1018
ಪ್ರಶ್ನೆ/ಟಿ = 7,34 x 1024 ಜೌಲ್/ಸೆಕೆಂಡ್
