వేడి రోజున లేదా పగటిపూట వ్యాయామం చేస్తున్నప్పుడు మీరు నల్లని దుస్తులు ధరిస్తే ఎలా అనిపిస్తుంది? తెల్లని దుస్తులు ధరించినప్పుడు ఎలా ఉంటుందో దానితో పోల్చి చూడండి. మీరు పగటిపూట నల్లని దుస్తులు ధరిస్తే, మీకు సులభంగా వేడిగా అనిపిస్తుంది. ఎందుకలా? ఉదయం పూట సూర్యునికి, భూమికి మధ్య ఉండే దూరం, మధ్యాహ్నం మరియు సాయంత్రం పూట సూర్యునికి, భూమికి మధ్య ఉండే దూరానికి దాదాపు సమానంగా ఉంటుంది. అయినప్పటికీ ఉదయం మరియు సాయంత్రం చల్లగా, మధ్యాహ్నం వేడిగా ఎందుకు ఉంటాయి? ఈ ప్రశ్నలకు సమాధానం రేడియేషన్ ద్వారా జరిగే ఉష్ణ బదిలీకి సంబంధించినది.
వికిరణ ఉష్ణ బదిలీ అంటే విద్యుదయస్కాంత తరంగాల రూపంలో జరిగే ఉష్ణ బదిలీ . మీరు పొయ్యి దగ్గర ఉన్నప్పుడు మీ శరీరానికి కలిగే వెచ్చదనం మరియు సూర్యుని నుండి భూమికి జరిగే ఉష్ణ బదిలీ వంటివి వికిరణ ఉష్ణ బదిలీకి ఉదాహరణలు. సూర్యునికి అధిక ఉష్ణోగ్రత (సుమారు 6000 కెల్విన్) ఉండగా, భూమికి తక్కువ ఉష్ణోగ్రత ఉంటుంది. సూర్యునికి, భూమికి మధ్య ఉన్న ఈ ఉష్ణోగ్రతా వ్యత్యాసం వల్ల, ఉష్ణం సూర్యుని (అధిక ఉష్ణోగ్రత) నుండి భూమికి (తక్కువ ఉష్ణోగ్రత) ప్రయాణిస్తుంది. ఉష్ణ వాహనం మరియు ఉష్ణ సంవహనం ద్వారా జరిగే ఉష్ణ బదిలీకి అవసరమైనట్లుగా, సూర్యుని నుండి భూమికి ఉష్ణ బదిలీ జరగడానికి ఒక మధ్యవర్తి లేదా మాధ్యమం అవసరమైతే, అప్పుడు ఆ ఉష్ణం భూమికి చేరదు; అది శూన్యం గుండా (లేదా దాదాపుగా శూన్యం గుండా) ప్రయాణించాల్సి ఉంటుంది. సూర్యుని ఉష్ణ సరఫరా లేకుండా భూమిపై జీవం ఉండేది కాదు, ఎందుకంటే జీవానికి శక్తి అవసరం.
వికిరణం ద్వారా జరిగే ఉష్ణ బదిలీకి మరొక ఉదాహరణ, మనం మంట దగ్గర ఉన్నప్పుడు మనకు కలిగే వేడి. మనకు కలిగే ఈ వేడి, మంట వల్ల గాలి అధికంగా వేడెక్కడం వలన కలుగదు. ఇంతకు ముందు వివరించినట్లుగా, వేడి గాలి వ్యాకోచించి, దాని సాంద్రతను తగ్గిస్తుంది. ఫలితంగా, తగ్గిన సాంద్రత గల గాలి మన వైపు అడ్డంగా కాకుండా, నిలువుగా పైకి కదులుతుంది. మనం మంట దగ్గర ఉన్నప్పుడు మన శరీరానికి వెచ్చగా లేదా వేడిగా అనిపిస్తుంది, ఎందుకంటే మంట (అధిక ఉష్ణోగ్రత) నుండి మన శరీరానికి (తక్కువ ఉష్ణోగ్రత) వికిరణం ద్వారా వేడి బదిలీ అవుతుంది.
వికిరణం ద్వారా జరిగే ఉష్ణ బదిలీ , వాహనం మరియు సంవహనం ద్వారా జరిగే ఉష్ణ బదిలీకి కొద్దిగా భిన్నంగా ఉంటుంది . వేర్వేరు ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ఉన్న వస్తువులు ఒకదానికొకటి తాకినప్పుడు వాహనం మరియు సంవహనం ద్వారా ఉష్ణ బదిలీ జరుగుతుంది. దీనికి విరుద్ధంగా, వికిరణం ద్వారా ఉష్ణ బదిలీ స్పర్శ లేకుండానే జరగవచ్చు.
రేడియేషన్ ఉష్ణ బదిలీ సూత్రం
వికిరణం ద్వారా జరిగే ఉష్ణ బదిలీ రేటు, వస్తువు యొక్క ఉపరితల వైశాల్యానికి మరియు ఆ వస్తువు యొక్క పరమ ఉష్ణోగ్రత (కెల్విన్ స్కేల్) యొక్క నాలుగవ ఘాతానికి అనుపాతంలో ఉంటుందని కనుగొనబడింది. తక్కువ ఉపరితల వైశాల్యం ఉన్న వస్తువులతో పోలిస్తే, ఎక్కువ ఉపరితల వైశాల్యం ఉన్న వస్తువులలో ఉష్ణ బదిలీ రేటు ఎక్కువగా ఉంటుంది. అదేవిధంగా, ఉదాహరణకు, 1000 కెల్విన్ వద్ద ఉన్న వస్తువుతో పోలిస్తే, 2000 కెల్విన్ వద్ద ఉన్న వస్తువు యొక్క ఉష్ణ బదిలీ రేటు 2⁴ = 16 రెట్లు ఎక్కువగా ఉంటుంది. ఈ ఫలితాన్ని 1879లో జోసెఫ్ స్టెఫాన్ కనుగొనగా, సుమారు 5 సంవత్సరాల తర్వాత లుడ్విగ్ బోల్ట్జ్మాన్ దీనిని సైద్ధాంతికంగా ఉత్పాదించారు.
వివరణ: Q = ఉష్ణం, t = సమయం, A = వస్తువు యొక్క ఉపరితల వైశాల్యం (m²)2), T = వస్తువు యొక్క సంపూర్ణ ఉష్ణోగ్రత (K), e = ఉద్గారత (0 నుండి 1 వరకు విలువ కలిగిన పరిమాణరహిత సంఖ్య), 5,67 x 10-8 W / m2.K4 (సార్వత్రిక స్థిరాంకం. దీనిని స్టీఫన్-బోల్ట్జ్మాన్ స్థిరాంకం అని కూడా అంటారు), Q/t = వికిరణం ద్వారా ఉష్ణ బదిలీ రేటు లేదా శక్తి వికిరణ రేటు
ముదురు రంగు ఉపరితలాలు (నలుపు) ఉన్న వస్తువులకు ఉద్గారత 1కి దగ్గరగా ఉంటుంది, అయితే లేత రంగు వస్తువులకు ఉద్గారత 0కి దగ్గరగా ఉంటుంది. ఒక వస్తువు యొక్క ఉద్గారత ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే (e 1కి దగ్గరగా ఉంటే), ఆ వస్తువు నుండి వెలువడే ఉష్ణం రేటు అంత ఎక్కువగా ఉంటుంది. దీనికి విరుద్ధంగా, ఒక వస్తువు యొక్క ఉద్గారత ఎంత తక్కువగా ఉంటే (e 0కి దగ్గరగా ఉంటే), అది విడుదల చేసే ఉష్ణం రేటు అంత తక్కువగా ఉంటుంది. సాధారణంగా ముదురు రంగు వస్తువులు (నలుపు) లేత రంగు వస్తువుల (తెలుపు) కంటే ఎక్కువ ఉష్ణాన్ని విడుదల చేస్తాయని మనం చెప్పవచ్చు.
ఉద్గారత యొక్క పరిమాణం ఒక వస్తువు ఉష్ణాన్ని విడుదల చేసే సామర్థ్యాన్ని మాత్రమే కాకుండా, ఇతర వస్తువులు విడుదల చేసే ఉష్ణాన్ని శోషించుకునే సామర్థ్యాన్ని కూడా నిర్ధారిస్తుంది. ఉద్గారత 1కి దగ్గరగా ఉన్న వస్తువులు (ముదురు రంగు వస్తువులు) వాటి వైపు విడుదలయ్యే ఉష్ణంలో దాదాపు మొత్తాన్ని శోషించుకుంటాయి. కేవలం ఒక చిన్న భాగం మాత్రమే పరావర్తనం చెందుతుంది. దీనికి విరుద్ధంగా, ఉద్గారత 0కి దగ్గరగా ఉన్న వస్తువులు (లేత రంగు వస్తువులు) వాటి వైపు విడుదలయ్యే ఉష్ణంలో చాలా తక్కువ భాగాన్ని శోషించుకుంటాయి. చాలా వరకు ఉష్ణం ఆ వస్తువు ద్వారా పరావర్తనం చెందుతుంది. తమ వైపు విడుదలయ్యే ఉష్ణం మొత్తాన్ని శోషించుకునే వస్తువులకు ఉద్గారత = 1 ఉంటుంది. ఈ రకమైన వస్తువును "బ్లాక్ బాడీ" అని అంటారు. బ్లాక్ బాడీ అనే పదం ఒక వస్తువు నల్లగా ఉండటాన్ని వర్ణించదు, కానీ ఒక వస్తువు తన వైపు విడుదలయ్యే ఉష్ణం మొత్తాన్ని శోషించుకునే సామర్థ్యాన్ని వర్ణిస్తుంది.
