3 Exemple de transfer de căldură prin radiație
1. Explicați, folosind exemple, semnificația transfer de căldură prin radiație ?
Pembahasan
Transferul de căldură prin radiație este transferul de căldură sub formă de unde electromagnetice. Un exemplu de transfer de căldură prin radiație este transferul de căldură de la soare la Pământ. Între Pământ și soare există un vid sau aproape un vid, deci căldura care vine de la soare, la o temperatură mai ridicată, către pământ, la o temperatură mai scăzută, nu poate trece prin materie. Lumina care vine de la soare la Pământ este o undă electromagnetică, la fel ca și alte câteva unde electromagnetice, deci se poate concluziona căldura se deplasează de la soare la Pământ sub formă de unde electromagnetice.
2. De ce se simte corpul fierbinte și înfundat atunci când se poartă haine negre într-o zi călduroasă? Dacă da, ce culoare de haine este potrivită pentru purtare când aerul este foarte cald și când aerul este foarte rece?
Pembahasan
Fiecare culoare are o capacitate diferită de a absorbi căldura emisă de alte obiecte. Negrul absoarbe aproape toată căldura care cade pe el, în timp ce albul reflectă aproape toată căldura care cade pe el. Purtarea de haine negre într-o zi călduroasă poate provoca o senzație de căldură corporală, deoarece negrul absoarbe aproape toată căldura provenită de la soare sau de la aer.
Obiectele cu suprafețe negre au o emisivitate apropiată de 1, în timp ce obiectele albe au o emisivitate apropiată de 0. Emisivitatea are o valoare între 0 și 1. Cu cât emisivitatea unui obiect este mai mare (e apropiat de 1), cu atât obiectul emite sau absoarbe mai multă căldură. Invers, cu cât emisivitatea unui obiect este mai mică (e apropiat de 0), cu atât obiectul emite sau absoarbe mai puțină căldură.
Când aerul este foarte cald, hainele purtate ar trebui să fie de culoare deschisă (de exemplu alb), iar când aerul este foarte rece, hainele purtate ar trebui să fie de culoare închisă (de exemplu negru).
3. Se știe că raza Pământului este de 149,6 x 106 km, iar emisivitatea Pământului este de 0,95. Estimați rata de transfer de căldură prin radiație de la soare la suprafața Pământului în timpul zilei, când soarele este direct deasupra capului!
Pembahasan
Se știe că:
Raza Pământului (r) = 149,6 x 106 km = 149,6 x 109 metru
Aria suprafeței Pământului (A) = π r2 = (3,14)(49,6 × 109 m)2 = (3,14)(2460,16 × 1018 m2) = 7725 x 1018 m2
Emisivitatea Pământului = 0,95
Întrebat: Rata radiației solare (Q/t)
Jawab:
Formula ratei radiației solare:
Q/t = (1000 W/m2) e A cos θ
Informație :
Q/t = rata radiației solare, 1000 W/m²2 = constanta solară, e = emisivitatea, A = aria suprafeței obiectului, θ = unghiul format între razele soarelui și linia normală la suprafața Pământului.
Când soarele este direct deasupra capului, lumina soarelui este perpendiculară pe suprafața Pământului. Când este perpendiculară pe suprafața Pământului, lumina soarelui formează un unghi de 0 ° cu linia normală perpendiculară pe suprafața Pământului.
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 Joule/secundă
