3 przykłady przenoszenia ciepła przez promieniowanie
1. Wyjaśnij znaczenie za pomocą przykładów przenoszenie ciepła przez promieniowanie ?
Pembahasan
Radiacyjny transfer ciepła to przenoszenie ciepła w postaci fal elektromagnetycznych. Przykładem radiacyjnego transferu ciepła jest przenoszenie ciepła ze Słońca na Ziemię. Pomiędzy Ziemią a Słońcem panuje próżnia lub prawie próżnia, więc ciepło docierające ze Słońca, o wyższej temperaturze, do Ziemi, o niższej temperaturze, nie może przenikać przez materię. Światło docierające ze Słońca na Ziemię jest falą elektromagnetyczną, podobnie jak wiele innych fal elektromagnetycznych, dlatego można wnioskować, że ciepło przemieszcza się ze Słońca na Ziemię w postaci fal elektromagnetycznych.
2. Dlaczego w upalny dzień, nosząc czarne ubrania, odczuwa się gorąco i duszno? Jeśli tak, to jaki kolor ubrań jest odpowiedni do noszenia, gdy powietrze jest bardzo gorące, a jaki, gdy powietrze jest bardzo zimne?
Pembahasan
Każdy kolor ma inną zdolność pochłaniania ciepła emitowanego przez inne obiekty. Czarny pochłania prawie całe ciepło, które na niego pada, podczas gdy biały odbija je niemal w całości. Noszenie czarnych ubrań w upalny dzień może powodować uczucie gorąca, ponieważ czarne ubrania pochłaniają prawie całe ciepło emitowane przez słońce lub powietrze.
Obiekty o czarnej powierzchni mają emisyjność bliską 1, natomiast obiekty białe mają emisyjność bliską 0. Emisyjność przyjmuje wartość od 0 do 1. Im wyższa emisyjność obiektu (e bliskie 1), tym więcej ciepła obiekt emituje lub pochłania. I odwrotnie, im niższa emisyjność obiektu (e bliskie 0), tym mniej ciepła obiekt emituje lub pochłania.
Gdy jest bardzo gorąco, należy nosić ubrania w jasnych kolorach (na przykład białe), a gdy jest bardzo zimno, należy nosić ubrania w ciemnych kolorach (na przykład czarne).
3. Wiadomo, że promień Ziemi wynosi 149,6 x 106 km, a emisyjność Ziemi wynosi 0,95. Oszacuj szybkość przekazywania ciepła przez promieniowanie słoneczne na powierzchnię Ziemi w ciągu dnia, gdy Słońce znajduje się dokładnie w zenicie!
Pembahasan
Wiadomo, że:
Promień Ziemi (r) = 149,6 x 106 km = 149,6 x 109 metr
Powierzchnia Ziemi (A) = π r2 = (3,14)(49,6 x 109 m)2 = (3,14)(2460,16 x 1018 m2) = 7725 x 1018 m2
Emisyjność Ziemi = 0,95
Zapytano: Szybkość promieniowania słonecznego (Q/t)
Jawab:
Wzór na natężenie promieniowania słonecznego:
Q/t = (1000 W/m2) e A cos θ
Keterangan:
Q/t = natężenie promieniowania słonecznego, 1000 W/m2 = stała słoneczna, e = emisyjność, A = pole powierzchni obiektu, θ = kąt utworzony między promieniami słonecznymi a linią normalną do powierzchni Ziemi.
Gdy Słońce znajduje się dokładnie w zenicie, światło słoneczne pada prostopadle do powierzchni Ziemi. Gdy światło słoneczne pada prostopadle do powierzchni Ziemi, tworzy kąt 0 ° z normalną prostopadłą do powierzchni Ziemi.
Q/t = (1000 W/m2) e A cos θ
Q/t = (1000 W/m2)(0,95)(7725 x 1018 m2)(cos 0o)
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 Dżul/sekundę
