ಬಿಸಿಲಿನ ದಿನ ಅಥವಾ ಹಗಲಿನಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಯಾಮ ಮಾಡುವಾಗ ಕಪ್ಪು ಬಟ್ಟೆಗಳನ್ನು ಧರಿಸಿದರೆ ಹೇಗನಿಸುತ್ತದೆ? ನೀವು ಬಿಳಿ ಬಟ್ಟೆಗಳನ್ನು ಧರಿಸಿದಾಗ ಅದನ್ನು ಹೋಲಿಸಿ ನೋಡಿ? ನೀವು ಹಗಲಿನಲ್ಲಿ ಕಪ್ಪು ಬಟ್ಟೆಗಳನ್ನು ಧರಿಸಿದರೆ, ನೀವು ಸುಲಭವಾಗಿ ಬಿಸಿಯಾಗುತ್ತೀರಿ. ಅದು ಏಕೆ? ಬೆಳಿಗ್ಗೆ ಸೂರ್ಯ ಮತ್ತು ಭೂಮಿಯ ನಡುವಿನ ಅಂತರವು ಮಧ್ಯಾಹ್ನ ಮತ್ತು ಸಂಜೆ ಸೂರ್ಯ ಮತ್ತು ಭೂಮಿಯ ನಡುವಿನ ಅಂತರಕ್ಕೆ ಬಹುತೇಕ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಹಾಗಾದರೆ ಬೆಳಿಗ್ಗೆ ಮತ್ತು ಸಂಜೆ ತಂಪಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಮಧ್ಯಾಹ್ನ ಬಿಸಿಯಾಗಿರುತ್ತದೆ ಏಕೆ? ಈ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳಿಗೆ ಉತ್ತರವು ಇದಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದೆ ವಿಕಿರಣದಿಂದ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ.
ವಿಕಿರಣದಿಂದ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆಯು ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಅಲೆಗಳ ರೂಪದಲ್ಲಿ. ವಿಕಿರಣದಿಂದ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆಯ ಉದಾಹರಣೆಗಳೆಂದರೆ ನೀವು ಒಲೆಯ ಬಳಿ ಇರುವಾಗ ನಿಮ್ಮ ದೇಹದ ಉಷ್ಣತೆ ಮತ್ತು ಸೂರ್ಯನಿಂದ ಭೂಮಿಗೆ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ. ಸೂರ್ಯನು ಸುಹು ಹೆಚ್ಚು (ಸುಮಾರು 6000 ಕೆಲ್ವಿನ್), ಆದರೆ ಭೂಮಿಯು ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಸೂರ್ಯ ಮತ್ತು ಭೂಮಿಯ ನಡುವಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸವು ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ ಶಾಖ ಸೂರ್ಯನಿಂದ (ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನ) ಭೂಮಿಗೆ (ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನ) ಚಲಿಸುವುದು. ಸೂರ್ಯನಿಂದ ಭೂಮಿಗೆ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆಗೆ ವಹನ ಮತ್ತು ಸಂವಹನದ ಮೂಲಕ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ ಮಾಡುವಂತೆ ಮಧ್ಯವರ್ತಿ ಅಥವಾ ಮಾಧ್ಯಮದ ಅಗತ್ಯವಿದ್ದರೆ, ಶಾಖವು ಭೂಮಿಯನ್ನು ತಲುಪಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ; ಅದು ನಿರ್ವಾತದ ಮೂಲಕ (ಅಥವಾ ಬಹುತೇಕ ನಿರ್ವಾತ) ಹಾದುಹೋಗಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಸೂರ್ಯನಿಂದ ಯಾವುದೇ ಶಾಖದ ಕೊಡುಗೆ ಇಲ್ಲದಿದ್ದರೆ, ಭೂಮಿಯ ಮೇಲಿನ ಜೀವವು ಎಂದಿಗೂ ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುವುದಿಲ್ಲ ಏಕೆಂದರೆ ಜೀವಕ್ಕೆ ಶಕ್ತಿಯ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ.
ವಿಕಿರಣದಿಂದ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆಯ ಮತ್ತೊಂದು ಉದಾಹರಣೆಯೆಂದರೆ ನಾವು ಜ್ವಾಲೆಯ ಬಳಿ ಇರುವಾಗ ಅನುಭವಿಸುವ ಶಾಖ. ನಾವು ಅನುಭವಿಸುವ ಶಾಖವು ಜ್ವಾಲೆಯಿಂದ ಗಾಳಿಯು ಹೆಚ್ಚು ಬಿಸಿಯಾಗುವುದರಿಂದ ಉಂಟಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಹಿಂದೆ ವಿವರಿಸಿದಂತೆ, ಬಿಸಿ ಗಾಳಿಯು ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತದೆ, ಅದರ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ಕಡಿಮೆ ಸಾಂದ್ರತೆಯಿರುವ ಗಾಳಿಯು ನಮ್ಮ ಕಡೆಗೆ ಅಡ್ಡಲಾಗಿ ಅಲ್ಲ, ಲಂಬವಾಗಿ ಮೇಲಕ್ಕೆ ಚಲಿಸುತ್ತದೆ. ನಾವು ಜ್ವಾಲೆಯ ಬಳಿ ಇರುವಾಗ ನಮ್ಮ ದೇಹವು ಬೆಚ್ಚಗಿರುತ್ತದೆ ಅಥವಾ ಬಿಸಿಯಾಗಿರುತ್ತದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಶಾಖವು ಜ್ವಾಲೆಯಿಂದ (ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನ) ನಮ್ಮ ದೇಹಗಳಿಗೆ (ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನ) ವಿಕಿರಣದಿಂದ ವರ್ಗಾವಣೆಯಾಗುತ್ತದೆ.
ವಿಕಿರಣದಿಂದ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆಯು ಇದಕ್ಕೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಸ್ವಲ್ಪ ಭಿನ್ನವಾಗಿದೆ ವಹನದಿಂದ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ ಡಾನ್ ಸಂವಹನದ ಮೂಲಕ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆವಿಭಿನ್ನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿರುವ ವಸ್ತುಗಳು ಪರಸ್ಪರ ಸಂಪರ್ಕಕ್ಕೆ ಬಂದಾಗ ವಹನ ಮತ್ತು ಸಂವಹನದ ಮೂಲಕ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. ಇದಕ್ಕೆ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿ, ವಿಕಿರಣದಿಂದ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆಯು ಸಂಪರ್ಕವಿಲ್ಲದೆಯೂ ಸಂಭವಿಸಬಹುದು.
ವಿಕಿರಣ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ ಸೂತ್ರ
ವಿಕಿರಣದಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆಯ ದರವು ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲ್ಮೈ ವಿಸ್ತೀರ್ಣ ಮತ್ತು ಅದರ ಸಂಪೂರ್ಣ ತಾಪಮಾನದ ನಾಲ್ಕನೇ ಘಾತಕ್ಕೆ (ಕೆಲ್ವಿನ್ ಮಾಪಕದಲ್ಲಿ) ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಕಂಡುಬಂದಿದೆ. ದೊಡ್ಡ ಮೇಲ್ಮೈ ವಿಸ್ತೀರ್ಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ವಸ್ತುಗಳು ಸಣ್ಣ ಮೇಲ್ಮೈ ವಿಸ್ತೀರ್ಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ವಸ್ತುಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆಯ ದರವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಅದೇ ರೀತಿ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ, 2000 ಕೆಲ್ವಿನ್ನಲ್ಲಿರುವ ವಸ್ತುವು 2 ರ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ ದರವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ.4 = 1000 ಕೆಲ್ವಿನ್ನಲ್ಲಿರುವ ವಸ್ತುವಿನಿಗಿಂತ 16 ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚು. ಈ ಫಲಿತಾಂಶವನ್ನು 1879 ರಲ್ಲಿ ಜೋಸೆಫ್ ಸ್ಟೀಫನ್ ಕಂಡುಹಿಡಿದರು ಮತ್ತು ಸುಮಾರು 5 ವರ್ಷಗಳ ನಂತರ ಲುಡ್ವಿಗ್ ಬೋಲ್ಟ್ಜ್ಮನ್ ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕವಾಗಿ ಪಡೆದರು.
ವಿವರಣೆ: Q = ಶಾಖ, t = ಸಮಯ, A = ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲ್ಮೈ ವಿಸ್ತೀರ್ಣ (m2), T = ವಸ್ತುವಿನ ಸಂಪೂರ್ಣ ತಾಪಮಾನ (K), e = ಉತ್ಸರ್ಜಕತೆ (0 ರಿಂದ 1 ರವರೆಗಿನ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಆಯಾಮವಿಲ್ಲದ ಸಂಖ್ಯೆ), 5,67 x 10-8 ಪ / ಮೀ2.K4 (ಸಾರ್ವತ್ರಿಕ ಸ್ಥಿರಾಂಕ. ಇದನ್ನು ಸ್ಟೀಫನ್-ಬೋಲ್ಟ್ಜ್ಮನ್ ಸ್ಥಿರಾಂಕ ಎಂದೂ ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ), Q/t = ವಿಕಿರಣದಿಂದ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆಯ ದರ ಅಥವಾ ಶಕ್ತಿ ವಿಕಿರಣದ ದರ.
ಗಾಢ ಮೇಲ್ಮೈ ಹೊಂದಿರುವ ವಸ್ತುಗಳು (ಕಪ್ಪು) 1 ಕ್ಕೆ ಹತ್ತಿರವಿರುವ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದರೆ, ತಿಳಿ ಬಣ್ಣದ ವಸ್ತುಗಳು 0 ಕ್ಕೆ ಹತ್ತಿರವಿರುವ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ವಸ್ತುವಿನ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆ ಹೆಚ್ಚಾದಷ್ಟೂ (e 1 ಕ್ಕೆ ಹತ್ತಿರವಿರುವ), ವಸ್ತುವು ಹೊರಸೂಸುವ ಶಾಖದ ಪ್ರಮಾಣ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಇದಕ್ಕೆ ವ್ಯತಿರಿಕ್ತವಾಗಿ, ವಸ್ತುವಿನ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದ್ದರೆ (e 0 ಕ್ಕೆ ಹತ್ತಿರವಿರುವ), ಹೊರಸೂಸುವ ಶಾಖದ ಪ್ರಮಾಣ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಗಾಢ ಬಣ್ಣದ ವಸ್ತುಗಳು (ಕಪ್ಪು) ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ತಿಳಿ ಬಣ್ಣದ ವಸ್ತುಗಳಿಗಿಂತ (ಬಿಳಿ) ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಾಖವನ್ನು ಹೊರಸೂಸುತ್ತವೆ ಎಂದು ನಾವು ಹೇಳಬಹುದು.
ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯ ಪ್ರಮಾಣವು ವಸ್ತುವಿನ ಶಾಖವನ್ನು ಹೊರಸೂಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಮಾತ್ರವಲ್ಲದೆ ಇತರ ವಸ್ತುಗಳಿಂದ ಹೊರಸೂಸುವ ಶಾಖವನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ವಸ್ತುವಿನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಸಹ ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ. 1 (ಕಪ್ಪು ವಸ್ತುಗಳು) ಕ್ಕೆ ಹತ್ತಿರವಿರುವ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ವಸ್ತುಗಳು ಅವುಗಳಿಗೆ ಹೊರಸೂಸುವ ಬಹುತೇಕ ಎಲ್ಲಾ ಶಾಖವನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಒಂದು ಸಣ್ಣ ಭಾಗ ಮಾತ್ರ ಪ್ರತಿಫಲಿಸುತ್ತದೆ. ಇದಕ್ಕೆ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿ, 0 (ಬೆಳಕಿನ ವಸ್ತುಗಳು) ಕ್ಕೆ ಹತ್ತಿರವಿರುವ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ವಸ್ತುಗಳು ಅವುಗಳಿಗೆ ಹೊರಸೂಸುವ ಶಾಖವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಾಖವು ವಸ್ತುವಿನಿಂದ ಪ್ರತಿಫಲಿಸುತ್ತದೆ. ಅವುಗಳಿಗೆ ಹೊರಸೂಸುವ ಎಲ್ಲಾ ಶಾಖವನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ವಸ್ತುಗಳು ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆ = 1 ಅನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಈ ರೀತಿಯ ವಸ್ತುವನ್ನು "ಕಪ್ಪು ದೇಹ" ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕಪ್ಪು ದೇಹ ಎಂಬ ಪದವು ಕಪ್ಪು ವಸ್ತುವನ್ನು ವಿವರಿಸುವುದಿಲ್ಲ ಆದರೆ ಅದಕ್ಕೆ ಹೊರಸೂಸುವ ಎಲ್ಲಾ ಶಾಖವನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ವಸ್ತುವಿನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ.
