विकिरणाद्वारे उष्णता हस्तांतरणाची ३ उदाहरणे
१. उदाहरणे देऊन अर्थ स्पष्ट करा. विकिरणाद्वारे उष्णता हस्तांतरण ?
चर्चा
विकिरण उष्णता हस्तांतरण म्हणजे विद्युत चुंबकीय लहरींच्या स्वरूपात होणारे उष्णतेचे हस्तांतरण. सूर्यापासून पृथ्वीकडे होणारे उष्णतेचे हस्तांतरण हे विकिरण उष्णता हस्तांतरणाचे एक उदाहरण आहे. पृथ्वी आणि सूर्य यांच्यामध्ये निर्वात पोकळी किंवा जवळपास निर्वात पोकळी आहे, त्यामुळे जास्त तापमान असलेल्या सूर्याकडून कमी तापमान असलेल्या पृथ्वीकडे येणारी उष्णता पदार्थातून जाऊ शकत नाही. सूर्याकडून पृथ्वीकडे येणारा प्रकाश ही एक विद्युत चुंबकीय लहर आहे, आणि इतर अनेक विद्युत चुंबकीय लहरीसुद्धा तशाच आहेत, म्हणून असा निष्कर्ष काढता येतो की उष्णता सूर्यापासून पृथ्वीकडे विद्युत चुंबकीय लहरींच्या स्वरूपात प्रवास करते.
२. गरम दिवशी काळे कपडे घातल्यावर शरीराला गरम आणि गुदमरल्यासारखे का वाटते? तसे असल्यास, हवामान खूप गरम असताना आणि हवामान खूप थंड असताना कोणत्या रंगाचे कपडे घालणे योग्य आहे?
चर्चा
प्रत्येक रंगाची इतर वस्तूंमधून उत्सर्जित होणारी उष्णता शोषून घेण्याची क्षमता वेगवेगळी असते. काळा रंग त्याच्यावर पडणारी जवळजवळ सर्व उष्णता शोषून घेतो, तर पांढरा रंग त्याच्यावर पडणारी जवळजवळ सर्व उष्णता परावर्तित करतो. उष्ण दिवशी काळे कपडे घातल्याने तुमच्या शरीराला गरम वाटू शकते, कारण काळा रंग सूर्य किंवा हवेतून येणारी जवळजवळ सर्व उष्णता शोषून घेतो.
काळ्या पृष्ठभागाच्या वस्तूंची उत्सर्जनक्षमता १ च्या जवळपास असते, तर पांढऱ्या वस्तूंची उत्सर्जनक्षमता ० च्या जवळपास असते. उत्सर्जनक्षमतेचे मूल्य ० आणि १ च्या दरम्यान असते. वस्तूची उत्सर्जनक्षमता जितकी जास्त असते (e १ च्या जवळपास), तितकी जास्त उष्णता ती वस्तू उत्सर्जित करते किंवा शोषून घेते. याउलट, वस्तूची उत्सर्जनक्षमता जितकी कमी असते (e ० च्या जवळपास), तितकी कमी उष्णता ती वस्तू उत्सर्जित करते किंवा शोषून घेते.
जेव्हा हवा खूप गरम असते, तेव्हा हलक्या रंगाचे (उदाहरणार्थ पांढरे) कपडे घालावेत आणि जेव्हा हवा खूप थंड असते, तेव्हा गडद रंगाचे (उदाहरणार्थ काळे) कपडे घालावेत.
३. पृथ्वीची त्रिज्या १४९.६ x १०³² आहे.6 पृथ्वीची उत्सर्जकता ०.९५ आहे आणि सूर्याची त्रिज्या किमी आहे. दिवसा जेव्हा सूर्य थेट डोक्यावर असतो, तेव्हा सूर्यापासून पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर प्रारणाद्वारे होणाऱ्या उष्णता हस्तांतरणाच्या दराचा अंदाज लावा!
चर्चा
हे ज्ञात आहे की:
पृथ्वीची त्रिज्या (r) = 149,6 x 106 किमी = १४९.६ x १०9 मीटर
पृथ्वीच्या पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ (A) = π r2 = (3,14)(49,6 x 109 m)2 = (3,14)(2460,16 x 1018 m2) = ४ x १०18 m2
पृथ्वीची उत्सर्जनक्षमता = ०.९५
विचारले: सौर विकिरण दर (Q/t)
उत्तर :
सौर किरणोत्सर्गाच्या दराचे सूत्र:
Q/t = (1000 W/m2) e A cos θ
माहिती :
Q/t = सौर विकिरण दर, १००० वॅट/मी²2 = सौर स्थिरांक, e = उत्सर्जनक्षमता, A = वस्तूचे पृष्ठफळ, θ = सूर्याची किरणे आणि पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरील अभिलंब रेषा यांच्यामध्ये तयार झालेला कोन.
जेव्हा सूर्य थेट डोक्यावर असतो, तेव्हा सूर्यप्रकाश पृथ्वीच्या पृष्ठभागाला लंब असतो. पृथ्वीच्या पृष्ठभागाला लंब असताना, सूर्यप्रकाश पृथ्वीच्या पृष्ठभागाला लंब असलेल्या अभिलंब रेषेशी 0 ° चा कोन तयार करतो.
Q/t = (1000 W/m2) e A cos θ
Q/t = (1000 W/m2)(०.९५)(७७२५ x १०18 m2)(cos 0o)
Q/t = (1000 W/m2)(०.९५)(७७२५ x १०18 m2)(१)
Q/t = (1000 W/m2)(०.९५)(७७२५ x १०18 m2)(१)
Q/t = 7.338.750 x 1018
Q/t = 7,34 x 1024 जूल/सेकंद
