1. Qeexidda wareejinta kulaylka ee shucaaca
Sidee u dareemeysaa haddii aad xirato dharka madow maalin kulul, ama goorma ayaad jimicsaneysaa maalintii? Isbarbardhig marka aad xirato dharka cad? Haddii aad xirato dharka madow maalintii, markaa waxaad dareemeysaa kuleyl. Maxaa taas u ah? Masaafada u dhaxaysa qorraxda iyo dhulka subaxdii waxay la mid tahay masaafada u dhaxaysa qorraxda iyo dhulka maalintii iyo fiidkii. Haddaba maxay subaxdii iyo fiidkii u qabow yihiin, u kulul yihiin maalintii? Jawaabaha su'aalahan waxay la xiriiraan gudbinta kulaylka ee shucaaca.
Kuleylka ku wareejinta shucaaca waa wareejinta kulaylka qaabka hirarka elektromagnetic-ka. Tusaalooyinka kulayka ku wareejinta shucaaca waa diirimaadka jirkaaga marka aad u dhowdahay foorno iyo wareejinta kulaylka qorraxda ilaa dhulka. Qorraxdu waxay leedahay heerkul sare (qiyaastii 6000 Kelvin), halka dhulku leeyahay heerkul hoose. Farqiga heerkulka ee u dhexeeya qorraxda iyo dhulka wuxuu sababaa in kulaylku ka dhaqaaqo qorraxda (heerkulka sare) una gudbo dhulka (heerkulka hoose). Haddii kulaylka ka gudba qorraxda una gudbo dhulka uu u baahan yahay dhexdhexaadiye ama dhexdhexaad, sida wareejinta kulaylka ee gudbinta iyo isku-xidhka, kulaylku ma imaan karo dhulka; kulaylku waa inuu dhex maraa faakiyuum (ama ku dhawaad madhan). Haddii uusan jirin kulayl ka yimaada qorraxda, nolosha dhulka weligeed ma jiri doonto sababtoo ah noloshu waxay u baahan tahay tamar ka timaada qorraxda.
Tusaale kale oo ku saabsan gudbinta kulaylka ee shucaaca waa kulaylka la dareemo marka aan u dhownahay olol. Kulaylka aan dareemeyno ma keeno hawo aad u kulul oo ay sabab u tahay olol. Sida hore loo sharraxay, hawada kulul ayaa ballaarin doonta si cufnaanta ay hoos ugu dhacdo. Natiijo ahaan, hawada cufnaanta yaraaday waxay si toosan kor ugu dhaqaaqdaa, iyadoo aan si toosan u socon dhinacayaga. Jidhkeenu wuxuu dareemaa diirimaad ama kulul marka uu u dhow yahay ololka sababtoo ah kuleylku wuxuu u dhaqaaqaa shucaac ka yimaada ololka (heerkulka sare) una gudba jidhkeena (heerkulka hoose).
Kuleylka ku wareejinta shucaaca wuu ka duwan yahay kan ku wareejinta kulaylka ee gudbinta iyo isku-xidhka. Kuleylka ku wareejinta gudbinta iyo isku-xidhka waxay dhacdaa marka walxaha leh kala duwanaansho heerkul ay is taabtaan. Dhanka kale, kulayka ku wareejinta shucaaca waxay dhici kartaa iyada oo aan la taaban.
2. Isle'egta wareejinta kulaylka ee shucaaca
Heerka gudbinta kulaylka ee shucaaca wuxuu la mid yahay bedka shayga iyo heerkulka buuxa (Kelvin Scale) ee shayga. Walxaha leh bedka dusha sare ee weyn waxay leeyihiin heer wareejin kulayl oo ka sarreeya walxaha leh bedka dusha sare ee yar.
Sidoo kale, walxaha heerkulkoodu yahay 2000 Kelvin, tusaale ahaan, waxay leeyihiin heer wareejin kulayl oo ah 2 4 = 16 jeer ka weyn walxaha heerkulkoodu yahay 1000 Kelvin. Natiijadan waxaa helay Josef Stefan sanadkii 1879 waxaana aragti ahaan soo saaray Ludwig Boltzmann qiyaastii shan sano ka dib.
Q = kuleyl, t = waqti, A = bedka dusha sare ee walaxda (m2 ) , T = heerkulka buuxa ee walaxda (K) e = shucaac (tiro aan cabbir lahayn oo cabbirkeedu u dhexeeyo 0 ilaa 1), σ = 5.67 x 10 -8 W/ m2.K4 ( Joogto Guud . Sidoo kale waxaa loo yaqaan Joogtada Stefan-Boltzmann), Q/t = heerka wareejinta kulaylka ee shucaaca
Walxaha leh dusha sare ee madow (madow) waxay leeyihiin iftiin u dhow 1, halka walxaha leh midabka iftiinka leh ay leeyihiin iftiin u dhow 0. Inta badan ee uu sii daayo shay (e u dhow 1), ayaa sii badanaysa heerka kulaylka ee uu sii daayo shaygu. Taas beddelkeeda, sii daynta shay yar (e u dhow 0), ayaa sii yaraanaysa heerka kulaylka ee la sii daayo. Waxaan dhihi karnaa in walxaha midabka madow (madow) ay badanaa soo daayaan kulayl ka badan walxaha midabka khafiifka ah (caddaan).
Qadarka uu shaygu u nuugo kulaylka ma aha oo kaliya inuu go'aamiyo awoodda shaygu u leeyahay inuu soo saaro kulaylka ay soo saaraan walxaha kale. Walxaha leh qiiq u dhow 1 (walxaha midabka madow) waxay nuugaan ku dhawaad dhammaan kulaylka ka soo baxa. Qayb yar ayaa ka muuqata. Taas bedelkeeda, walxaha leh qiiq u dhow 0 (walxaha midabka khafiifka ah) waxay nuugaan kuleyl yar oo ka soo baxa. Inta badan kulaylka waxaa ka muuqda shayga. Shayga nuuga dhammaan kulaylka ka soo baxa wuxuu leeyahay qiiq = 1. Noocan shayga waxaa loo yaqaan "shay madow." Ereyga shayga madow ma sharraxayo in shaygu madow yahay, laakiin wuxuu sharxayaa awoodda shaygu u leeyahay inuu nuugo dhammaan kulaylka ka soo baxa.
3. Heerka kulaylka ee qorraxdu soo saarto
Iyadoo lagu saleynayo xisaabinta (sida xaqiiqda ah), waxaa la ogaaday in uu jiray kulayl dhan 1350 Joules ilbiriqsikiiba mitir laba jibbaaran oo ka soo wareegay qorraxda una soo wareegay dhulka. Maalin dhalaalaya (ma jiraan daruuro), waxaa jira kulayl dhan 1000 Joules ilbiriqsikiiba mitir laba jibbaaran oo soo gaara dusha sare ee dhulka. Maalin qorrax leh (daruuro badan), qiyaastii 70% kulaylka waxaa nuuga jawiga dhulka, 30% oo keliya kulaylka ayaa soo gaara dusha sare ee dhulka. Cabbirka kulaylka ee ka baaba'a jawiga dhulka wuxuu ku xiran yahay daruuro badan ama dhowr ah. Xaddiga kulaylka ee 1350 Joules ilbiriqsikiiba mitir laba jibbaaran waxaa loo yaqaan joogtada qorraxda . Sababtoo ah Joules ilbiriqsikiiba (J/s) = Watts, markaa waxaan dib u qori karnaa joogtada qorraxda 1350 Watts mitir laba jibbaarankiiba = 1350 W/ m2
Marka kulaylka qorraxdu soo dayso uu gaaro dusha sare ee dhulka, kulaylka waxaa nuuga dhulka iyo walxaha ku yaal dusha sare ee dhulka. Heerka nuugista kulaylka waxay ku xiran tahay sii deynta (e) ee shayga, bedka dusha sare ee shayga iyo xagasha ay samaysay iftiinka qorraxda oo leh xariiq ku toosan dusha sare ee shayga.
warbixin:
Q/t = heerka nuugista kulaylka, 1000 W/m2 = joogtada qorraxda, e = shucaaca shayga, A = bedka dusha sare ee shayga, θ = xagal ay samaysay iftiinka qorraxda oo leh xariiqyo ku toosan dusha sare ee shayga,
A cos θ = aag wax ku ool ah (baaxadda dusha sare ee walxaha oo u janjeera iftiinka qorraxda)
Inta lagu jiro maalinta, fallaaraha qorraxdu waxay barbar socdaan ama la socdaan xariiq ku toosan dusha sare ee dhulka (xagal la sameeyay = 0).
Sidaa darteed, heerka nuugista kulaylka ee hoose = 0 o , waa:
Heerka nuugista kulaylka (Q/t) waa ugu badnaan haddii xagasha ay samaysay iftiinka qorraxda oo leh xariiq ku toosan dusha sare ee dhulka = 0 o (cos 0 = 1). Caadiyan, tani waxay dhacdaa maalinta, halkaas oo qorraxdu ay ku toosan tahay dusha sare ee dhulka. Markaa, looma baahna in la yaabo haddii iftiinka qorraxdu ka kulul yahay subaxda ama fiidkii. Subaxda iyo fiidkii, xagasha la abuuray waxay ku dhowdahay 90 o.
Haddii xagasha la sameeyay ay tahay 80 o , markaa heerka nuugista kulaylka waa:
Heerka nuugista kulaylka (Q/t) subaxdii iyo fiidkii waa ugu yar yahay sababtoo ah cos θ wuxuu ku dhow yahay eber. cos θ yar, heerka nuugista kulaylka ayaa yar.
Marka qorraxdu dhacdo dhanka galbeed ama ay ku dhowdahay inay ka soo baxdo dhanka bari, xagasha ayaa la sameeyay = 90 o.
Maadaama xagasha la sameeyay ay tahay 90 o , heerka nuugista kulaylka waa:
Heerka nuugista kulaylka (Q/t) marka qorraxdu dhacdo ama ay kor u kacayso = 0.
