Ano ang pakiramdam kung nakasuot ka ng itim na damit sa mainit na araw o kapag nag-eehersisyo ka sa araw? Ihambing ito sa kapag nakasuot ka ng puting damit? Kung nakasuot ka ng itim na damit sa araw, madali kang makakaramdam ng init. Bakit? Ang distansya sa pagitan ng araw at mundo sa umaga ay halos kapareho ng distansya sa pagitan ng araw at mundo sa tanghali at gabi. Kaya bakit mas malamig ang umaga at gabi, at mas mainit ang hapon? Ang sagot sa mga tanong na ito ay may kaugnayan sa paglipat ng init sa pamamagitan ng radyasyon.
Ang paglipat ng init sa pamamagitan ng radyasyon ay ang paglipat ng init sa anyo ng mga electromagnetic wave. Kabilang sa mga halimbawa ng paglipat ng init sa pamamagitan ng radyasyon ang init na nararamdaman ng iyong katawan kapag malapit ka sa isang kalan at ang paglipat ng init mula sa araw patungo sa lupa. Ang araw ay may mas mataas na temperatura (humigit-kumulang 6000 Kelvin), habang ang lupa ay may mas mababang temperatura. Ang pagkakaiba ng temperatura sa pagitan ng araw at lupa ay nagiging sanhi ng paglipat ng init mula sa araw (mas mataas na temperatura) patungo sa lupa (mas mababang temperatura). Kung ang paglipat ng init mula sa araw patungo sa lupa ay nangangailangan ng isang tagapamagitan, o medium, tulad ng paglipat ng init sa pamamagitan ng conduction at convection, kung gayon ang init ay hindi makakarating sa lupa; kakailanganin nitong dumaan sa isang vacuum (o halos ganoon). Kung wala ang suplay ng init ng araw, ang buhay sa lupa ay hindi iiral, dahil ang buhay ay nangangailangan ng enerhiya.
Ang isa pang halimbawa ng paglipat ng init sa pamamagitan ng radyasyon ay ang init na nararamdaman natin kapag tayo ay malapit sa isang apoy. Ang init na nararamdaman natin ay hindi sanhi ng labis na pag-init ng hangin dahil sa apoy. Gaya ng naipaliwanag kanina, ang mainit na hangin ay lumalawak, na binabawasan ang densidad nito. Bilang resulta, ang hangin na may nabawasang densidad ay gumagalaw nang patayo pataas, hindi nang pahalang patungo sa atin. Ang ating mga katawan ay nakakaramdam ng mainit o mainit kapag tayo ay malapit sa isang apoy dahil ang init ay inililipat sa pamamagitan ng radyasyon mula sa apoy (mas mataas na temperatura) patungo sa ating mga katawan (mas mababang temperatura).
Ang paglipat ng init sa pamamagitan ng radiation ay bahagyang naiiba sa paglipat ng init sa pamamagitan ng conduction at convection . Ang paglipat ng init sa pamamagitan ng conduction at convection ay nangyayari kapag ang mga bagay na may iba't ibang temperatura ay nagdikit. Sa kabaligtaran, ang paglipat ng init sa pamamagitan ng radiation ay maaaring mangyari nang walang pagdikit.
Pormula ng paglipat ng init ng radyasyon
Ang bilis ng paglipat ng init sa pamamagitan ng radiation ay natuklasang proporsyonal sa lawak ng ibabaw ng bagay at sa ikaapat na kapangyarihan ng ganap na temperatura ng bagay (Kelvin scale). Ang mga bagay na may mas malaking lawak ng ibabaw ay may mas mataas na bilis ng paglipat ng init kaysa sa mga bagay na may mas maliit na lawak ng ibabaw. Gayundin, ang isang bagay sa 2000 Kelvin, halimbawa, ay may bilis ng paglipat ng init na 2/4 = 16 na beses na mas malaki kaysa sa isang bagay sa 1000 Kelvin. Ang resultang ito ay natuklasan ni Josef Stefan noong 1879 at hinango sa teorya ni Ludwig Boltzmann makalipas ang mga 5 taon.
Paglalarawan: Q = Init, t = oras, A = Lugar ng ibabaw ng bagay (m2), T = Absolute temperature ng bagay (K), e = Emissivity (isang numerong walang dimensyon na ang halaga ay mula 0 hanggang 1), 5,67 x 10-8 W / m2.K4 (Universal constant. Tinatawag din na Stefan-Boltzmann constant), Q/t = rate ng paglipat ng init sa pamamagitan ng radiation o rate ng radiation ng enerhiya
Ang mga bagay na may maitim na ibabaw (itim) ay may emissivity na malapit sa 1, habang ang mga bagay na may mapusyaw na kulay ay may emissivity na malapit sa 0. Kung mas malaki ang emissivity ng isang bagay (e malapit sa 1), mas mataas ang rate ng init na inilalabas nito. Sa kabaligtaran, kung mas maliit ang emissivity ng isang bagay (e malapit sa 0), mas maliit ang rate ng init na inilalabas nito. Masasabi nating ang mga bagay na may maitim na kulay (itim) ay karaniwang naglalabas ng mas maraming init kaysa sa mga bagay na may mapusyaw na kulay (puti).
Ang magnitude ng emissivity ay hindi lamang tumutukoy sa kakayahan ng isang bagay na maglabas ng init kundi pati na rin sa kakayahan ng isang bagay na sumipsip ng init na inilalabas ng ibang mga bagay. Ang mga bagay na may emissivity na malapit sa 1 (madilim na mga bagay) ay sumisipsip ng halos lahat ng init na inilalabas sa kanila. Maliit na bahagi lamang ang narereplekta. Sa kabaligtaran, ang mga bagay na may emissivity na malapit sa 0 (magaan na mga bagay) ay sumisipsip ng kaunti sa init na inilalabas sa kanila. Karamihan sa init ay narereplekta ng bagay. Ang mga bagay na sumisipsip ng lahat ng init na inilalabas sa kanila ay may emissivity = 1. Ang ganitong uri ng bagay ay kilala bilang "black body". Ang terminong black body ay hindi naglalarawan sa isang bagay na itim ngunit naglalarawan sa kakayahan ng isang bagay na sumipsip ng lahat ng init na inilalabas dito.
