Mfano wa uhamishaji wa joto kwa mionzi

Mifano 3 ya uhamishaji wa joto kwa mionzi

1. Eleza kwa kutumia mifano, maana uhamisho wa joto kwa mionzi ?
Majadiliano
Uhamisho wa joto la mionzi ni uhamishaji wa joto katika mfumo wa mawimbi ya sumakuumeme. Mfano wa uhamishaji wa joto la mionzi ni uhamishaji wa joto kutoka jua hadi Duniani. Kati ya Dunia na jua kuna utupu au karibu utupu, kwa hivyo joto linalotoka juani, kwa halijoto ya juu, hadi duniani, kwa halijoto ya chini, haliwezi kupita kwenye maada. Mwanga unaotoka juani hadi Duniani ni wimbi la sumakuumeme, kama vile mawimbi mengine kadhaa ya sumakuumeme, kwa hivyo inaweza kuhitimishwa kuwa joto huhama kutoka jua hadi Duniani katika mfumo wa mawimbi ya sumakuumeme.

2. Kwa nini mwili huhisi joto na msongamano unapovaa nguo nyeusi siku ya joto? Ikiwa ndivyo, ni rangi gani ya nguo inayofaa kuvaliwa wakati hewa ni moto sana na wakati hewa ni baridi sana?
Majadiliano
Kila rangi ina uwezo tofauti wa kunyonya joto linalotolewa na vitu vingine. Nyeusi hunyonya karibu joto lote linalomwangukia, huku nyeupe ikiakisi karibu joto lote linalomwangukia. Kuvaa nguo nyeusi siku ya joto kunaweza kusababisha mwili wako kuhisi joto kwa sababu nyeusi hunyonya karibu joto lote linalotoka jua au hewani.
Vitu vyenye nyuso nyeusi vina uhamishaji karibu na 1, huku vitu vyeupe vikipata uhamishaji karibu na 0. Uhamishaji una thamani kati ya 0 na 1. Kadiri uhamishaji wa kitu (e karibu na 1) unavyokuwa mkubwa, ndivyo kitu kinavyotoa au kunyonya joto zaidi. Kinyume chake, uhamishaji mdogo wa kitu (e karibu na 0), ndivyo joto dogo la kitu linavyotoa au kunyonya.

Wakati hewa ni moto sana, nguo zinazovaliwa zinapaswa kuwa na rangi nyepesi (kwa mfano nyeupe) na wakati hewa ni baridi sana, nguo zinazovaliwa zinapaswa kuwa na rangi nyeusi (kwa mfano nyeusi).

3. Kipenyo cha dunia kinajulikana kuwa 149,6 x 10⁶ km na utoaji wa hewa chafu duniani ni 0,95. Kadiria kiwango cha uhamishaji wa joto kwa mionzi kutoka jua hadi kwenye uso wa dunia wakati wa mchana ambapo jua liko juu ya ardhi moja kwa moja!
Majadiliano
Inajulikana kwamba:
Kipenyo cha dunia (r) = 149,6 x 10⁶ kilomita = 149,6 x 10⁹ mita
Eneo la uso wa dunia (A) = π r² = (3,14)(49,6 x 10⁹ m)² = (3,14)(2460,16 x 10¹⁸ m²) = 7725 x 10¹⁸ m²
Utoaji wa hewa chafu duniani = 0,95
Aliuliza: Kiwango cha mionzi ya jua (Q/t)
Jibu:
Fomula ya kiwango cha mionzi ya jua:
Q/t = (1000 W/m²) e A cos θ
Taarifa:
Q/t = kiwango cha mionzi ya jua, 1000 W/m² = kigezo cha jua, e = uhamishaji, A = eneo la uso wa kitu, θ = pembe iliyoundwa kati ya miale ya jua na mstari wa kawaida hadi kwenye uso wa dunia.

Jua linapokuwa juu moja kwa moja, mwanga wa jua huwa wima kwenye uso wa Dunia. Linapokuwa wima kwenye uso wa Dunia, mwanga wa jua huunda pembe ya 0°.^o yenye mstari wa kawaida ulio sawa na uso wa dunia.

Q/t = (1000 W/m²) e A cos θ
Q/t = (1000 W/m²)(0,95)(7725 x 10¹⁸ m²)(cos 0^o)
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 Jouli/sekunde