Radyasyon yoluyla ısı transferine dair 3 örnek
1. Örnekler kullanarak anlamını açıklayın. Radyasyon yoluyla ısı transferi ?
Pembahasan
Radyasyonla ısı transferi, ısının elektromanyetik dalgalar şeklinde transferidir. Radyasyonla ısı transferine bir örnek, güneşten dünyaya ısı transferidir. Dünya ile güneş arasında vakum veya neredeyse vakum bulunur, bu nedenle güneşten gelen ve daha yüksek sıcaklıkta olan ısı, daha düşük sıcaklıktaki dünyaya maddeden geçemez. Güneşten dünyaya gelen ışık, diğer birçok elektromanyetik dalga gibi bir elektromanyetik dalgadır; bu nedenle ısının güneşten dünyaya elektromanyetik dalgalar şeklinde hareket ettiği sonucuna varılabilir.
2. Sıcak bir günde siyah kıyafet giyildiğinde vücut neden sıcak ve havasız hisseder? Eğer öyleyse, hava çok sıcak olduğunda ve hava çok soğuk olduğunda hangi renk kıyafetler giymek uygundur?
Pembahasan
Her rengin, diğer nesneler tarafından yayılan ısıyı emme yeteneği farklıdır. Siyah, üzerine düşen ısının neredeyse tamamını emerken, beyaz ise üzerine düşen ısının neredeyse tamamını yansıtır. Sıcak bir günde siyah giysi giymek, vücudunuzun sıcak hissetmesine neden olabilir çünkü siyah, güneşten veya havadan gelen ısının neredeyse tamamını emer.
Siyah yüzeyli nesnelerin yayım katsayısı 1'e yakınken, beyaz nesnelerin yayım katsayısı 0'a yakındır. Yayım katsayısı 0 ile 1 arasında bir değer alır. Bir nesnenin yayım katsayısı ne kadar yüksekse (e 1'e yakınsa), o nesne o kadar fazla ısı yayar veya emer. Tersine, bir nesnenin yayım katsayısı ne kadar düşükse (e 0'a yakınsa), o nesne o kadar az ısı yayar veya emer.
Hava çok sıcak olduğunda açık renkli (örneğin beyaz) giysiler, hava çok soğuk olduğunda ise koyu renkli (örneğin siyah) giysiler giyilmelidir.
3. Dünya'nın yarıçapının 149,6 x 10 olduğu bilinmektedir.6 Dünya'nın yaydığı radyasyon miktarı 800 km ve Dünya'nın yayım katsayısı 0,95'tir. Güneş tam tepede olduğu gün boyunca, güneşten Dünya yüzeyine radyasyon yoluyla aktarılan ısı miktarını tahmin edin!
Pembahasan
Şunlar bilinmektedir:
Dünya'nın yarıçapı (r) = 149,6 x 10⁻⁶6 km = 149,6 x 109 metre
Dünya yüzey alanı (A) = π r2 = (3,14)(49,6 x 109 m)2 = (3,14)(2460,16 x 1018 m2) = 7725 x 1018 m2
Dünya'nın yayım katsayısı = 0,95
Soruldu: Güneş radyasyon oranı (Q/t)
Cevap :
Güneş radyasyon oranı formülü:
Q/t = (1000 W/m2) e A cos θ
Bilgi:
Q/t = güneş radyasyonu oranı, 1000 W/m²2 = güneş sabiti, e = yayım katsayısı, A = cismin yüzey alanı, θ = güneş ışınları ile dünya yüzeyine dik olan normal çizgi arasında oluşan açı.
Güneş tam tepede olduğunda, güneş ışığı Dünya yüzeyine diktir. Dünya yüzeyine dik olduğunda, güneş ışığı 0°'lik bir açı oluşturur.o Dünya yüzeyine dik olan normal bir çizgi ile.
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/saniye
