היץ איבערפירן דורך ראַדיאַציע

1. דעפֿיניציע פֿון היץ־איבערפֿירונג דורך ראַדיאַציע

ווי פילט זיך עס אויב מען טראָגט שוואַרצע קליידער אין אַ הייסן טאָג, צי ווען מען טוט געניטונגען בעתן טאָג? פאַרגלייכט עס מיט ווען מען טראָגט ווייסע קליידער? אויב מען טראָגט שוואַרצע קליידער בעתן טאָג, פילט מען זיך הייס. פארוואס איז דאָס? די דיסטאַנץ צווישן דער זון און דער ערד אין דער מאָרגן איז כּמעט די זעלבע ווי די דיסטאַנץ צווישן דער זון און דער ערד בעתן טאָג און אָוונט. פארוואס זענען די מאָרגנס און אָוונטן קילער, הייסער בעתן טאָג? די ענטפֿערס צו די פֿראַגעס זענען פֿאַרבונדן מיט היץ־איבערפֿירונג דורך ראַדיאַציע.

היץ איבערפיר דורך שטראַלונג איז היץ איבערפיר אין דער פאָרעם פון עלעקטראָמאַגנעטישע כוואַליעס. ביישפילן פון היץ איבערפיר דורך שטראַלונג זענען די וואַרעמקייט פון דיין גוף ווען איר זענט לעבן אַ אויוון און היץ איבערפיר פון דער זון צו דער ערד. די זון האט אַ העכערע טעמפּעראַטור (אַרום 6000 קעלווין), בשעת די ערד האט אַ נידעריקערע טעמפּעראַטור. דער טעמפּעראַטור חילוק צווישן דער זון און דער ערד פאַראורזאַכט היץ צו באַוועגן זיך פון דער זון (העכערע טעמפּעראַטור) צו דער ערד (נידעריקערע טעמפּעראַטור). אויב היץ איבערפיר פון דער זון צו דער ערד דאַרף אַ מיטל אָדער מיטל, ווי היץ איבערפיר דורך קאַנדאַקשאַן און קאָנוועקשאַן, קען היץ נישט אָנקומען צו דער ערד; היץ מוז דורכגיין אַ וואַקוום (אָדער כּמעט ליידיק). אויב עס איז נישטאָ קיין היץ פון דער זון, וועט לעבן אויף דער ערד קיינמאָל נישט עקזיסטירן ווייל לעבן דאַרף ענערגיע פון ​​דער זון.

נאך א ביישפיל פון היץ-איבערפיר דורך שטראלונג איז די היץ וואס מיר פילן ווען מיר זענען נאנט צו א פלאם. די היץ וואס מיר פילן ווערט נישט געפֿארזאַכט דורך איבערגעהייצטע לופט צוליב א פלאם. ווי פריער דערקלערט, וועט הייסע לופט זיך אויסברייטערן אזוי אז די געדיכטקייט זאל זיך פארמינערן. אלס רעזולטאט, באוועגט זיך די לופט מיט פארקלענערטע געדיכטקייט ווערטיקאל ארויף, נישט באוועגנדיק זיך האריזאנטאל צו אונז. אונזער קערפער פילט זיך ווארים אדער הייס ווען ער איז נאנט צו דער פלאם ווייל היץ באוועגט זיך דורך שטראלונג פון דער פלאם (העכערע טעמפעראטור) צו אונזער קערפער (נידעריגערע טעמפעראטור).

היץ איבערפיר דורך שטראַלונג איז אַ ביסל אַנדערש קאַמפּערד צו היץ איבערפיר דורך קאַנדאַקשאַן און קאָנוועקשאַן. היץ איבערפיר דורך קאַנדאַקשאַן און קאָנוועקשאַן פּאַסירט ווען אָביעקטן וואָס האָבן טעמפּעראַטור דיפעראַנסיז באַרירן זיך איינער דעם אַנדערן. אויף די אנדערע האַנט, היץ איבערפיר דורך שטראַלונג קען פּאַסירן אָן באַרירונג.

2. די גלייכונג פון דער היץ־איבערפיר דורך שטראַלונג

די ראטע פון ​​היץ איבערפיר דורך שטראַלונג איז פּראָפּאָרציאָנעל צו דער שטח פון דעם אָביעקט און די אַבסאָלוטע טעמפּעראַטור (קעלווין סקאַלע) פון דעם אָביעקט. אָביעקטן וואָס האָבן אַ גרעסערע ייבערפלאַך שטח האָבן אַ העכערע היץ איבערפיר ראטע ווי אָביעקטן וואָס האָבן אַ קלענערע ייבערפלאַך שטח.

אזוי אויך, אביעקטן מיט א טעמפעראטור פון 2000 קעלווין, למשל, האבן א היץ טראנספער ראטע פון ​​2⁴ = 16 מאָל גרעסער ווי אביעקטן מיט א טעמפּעראַטור פון 1000 קעלווין. די רעזולטאַט איז אַנטדעקט געוואָרן דורך יאָזעף סטעפֿאַן אין 1879 און איז טעאָרעטיש דעריווט געוואָרן דורך לודוויג באָלצמאַן בערך פינף יאָר שפּעטער.

Q = היץ, t = צייט, A = ייבערפלאַך שטח פון אָביעקט (m²), T = די אבסאלוטע טעמפעראטור פון אביעקט (K) e = עמיסיוויטי (א דימענסיאנלאזע צאל וועמענס גרייס גייט פון 0 ביז 1), σ = 5.67 x 10^-8 וו / עם².K⁴ (וניווערסאַלע קאָנסטאַנטע. אויך באַקאַנט ווי די סטעפֿאַן-באָלצמאַן קאָנסטאַנטע), Q/t = די ראַטע פֿון היץ־איבערפֿירונג דורך ראַדיאַציע

אביעקטן מיט טונקעלע ייבערפלאַכן (שוואַרץ) האָבן אַן עמיסיוויטי נאָענט צו 1, בשעת אביעקטן מיט ליכטיקע קאָלירן האָבן אַן עמיסיוויטי נאָענט צו 0. ווי גרעסער די עמיסיוויטי פון אַן אביעקט (e דערנענטערט זיך צו 1), אַלץ גרעסער די היץ קורס וואָס דער אביעקט עמיסטרירט. פאַרקערט, ווי קלענער די עמיסיוויטי פון אַן אביעקט (e דערנענטערט זיך צו 0), אַלץ קלענער די היץ קורס וואָס ער עמיסטרירט. מיר קענען זאָגן אַז טונקל-קאָלירטע אביעקטן (שוואַרץ) עמיסטרירן געוויינטלעך מער היץ ווי ליכטיקע אביעקטן (ווייס).

די מאָס פון עמיסיוויטי באַשטימט נישט נאָר די מעגלעכקייט פון אַן אָביעקט צו אַרויסגעבן היץ, נאָר אויך די מעגלעכקייט פון אַן אָביעקט צו אַבזאָרבירן היץ וואָס ווערט אַרויסגעלאָזט דורך אַנדערע אָביעקטן. אָביעקטן וואָס האָבן אַן עמיסיוויטי נאָענט צו 1 (טונקל-קאָלירטע אָביעקטן) אַבזאָרבירן כּמעט אַלע היץ וואָס ווערט אַרויסגעלאָזט אויף זיי. נאָר אַ קליין טייל ווערט רעפלעקטירט. פאַרקערט, אָביעקטן וואָס האָבן אַן עמיסיוויטי נאָענט צו 0 (ליכט-קאָלירטע אָביעקטן) אַבזאָרבירן אַ ביסל היץ וואָס ווערט אַרויסגעלאָזט אויף זיי. רובֿ פון דער היץ ווערט רעפלעקטירט דורך דעם אָביעקט. אַן אָביעקט וואָס אַבזאָרבירט אַלע היץ וואָס ווערט אַרויסגעלאָזט אויף אים האט עמיסיוויטי = 1. די סאָרט אָביעקט איז באַקאַנט ווי דער "שוואַרצער אָביעקט". דער טערמין שוואַרצער אָביעקט דערקלערט נישט אַז אָביעקטן זענען שוואַרץ, נאָר דערקלערט די מעגלעכקייט פון אָביעקטן צו אַבזאָרבירן אַלע היץ וואָס ווערט אַרויסגעלאָזט אויף זיי.

3. די ראטע פון ​​היץ ארויסגעלאָזט דורך דער זון

באַזירט אויף חשבונות (לויט דער ווירקלעכקייט), איז געפונען געוואָרן אַז עס איז געווען אַ היץ פון 1350 דזשולס פּער סעקונדע פּער קוואַדראַטמעטער וואָס האָט זיך באַוועגט פון דער זון צו דער ערד. אין אַ העלן טאָג (קיין וואָלקנס), איז דאָ אַ היץ פון 1000 דזשולס פּער סעקונדע פּער קוואַדראַטמעטער וואָס קומט אָן צו דער ייבערפלאַך פון דער ערד. אין אַ זוניקן טאָג (פיל וואָלקנס), ווערט אַרום 70% פון דער היץ אַבזאָרבירט דורך דער ערד'ס אַטמאָספער, בלויז 30% פון דער היץ קומט אָן צו דער ערד'ס ייבערפלאַך. די גרייס פון דער היץ וואָס פאַרשווינדט אין דער ערד'ס אַטמאָספער דעפּענדס אויף פילע אָדער די ווייניק וואָלקנס. די היץ סומע פון ​​1350 דזשולס פּער סעקונדע פּער קוואַדראַטמעטער איז באַקאַנט ווי די... זונ - קעסיידערדיקווייל דזשולס פּער סעקונדע (דזש/ס) = וואטס, דעמאָלט קענען מיר איבערשרייבן די זונ - קעסיידערדיק ביז 1350 וואטס פּער קוואַדראַט מעטער = 1350 וואט/מ²²

ווען די היץ וואָס די זון גיט ארויס קומט אָן אויף דער ערד־איבערפלאַך, ווערט די היץ אַבזאָרבירט דורך דער ערד און אָביעקטן אויף דער ערד־איבערפלאַך. די היץ־אַבזאָרבאַציע־ראַטע איז אָפּהענגיק פֿון דער עמיסיוויטעט (e) פֿון דעם אָביעקט, דער אויבערפלאַך־שטח פֿון דעם אָביעקט און דעם ווינקל וואָס די זונשייַן שאַפֿט מיט אַ ליניע פּערפּענדיקולאַר צו דער אויבערפלאַך פֿון דעם אָביעקט.

אינפארמאציע:
Q/t = היץ אַבזאָרפּשאַן קורס, 1000 W/m²² = זונ קאָנסטאַנט, e = עמיסיוויטי פון דעם אָביעקט, A = ייבערפלאַך שטח פון דעם אָביעקט, θ = ווינקל געשאפן דורך זונשייַן מיט ליניעס פּערפּענדיקולאַר צו דער ייבערפלאַך פון דעם אָביעקט,

א קאָס θ = עפעקטיווע שטח (קאָמפּאָנענט ייבערפלאַך שטח פון אָביעקטן פּערפּענדיקולאַר צו זונשייַן)

בעתן טאג, די זון שטראלן פאראלעל אדער צוזאמענפאלן מיט א ליניע פערפענדיקולאר צו דער ערד'ס ייבערפלאך (געפארעמט ווינקל = 0).

דער נידעריקער געשאפן = 0^o, דעריבער, די היץ אַבזאָרפּשאַן קורס איז:

די היץ אַבזאָרפּציע קורס (Q/t) איז מאַקסימום אויב דער ווינקל געשאפן דורך זונשייַן מיט אַ ליניע פּערפּענדיקולאַר צו דער ערד 'ס ייבערפלאַך = 0^o (cos 0 = 1). געוויינטלעך, פאסירט דאס בעתן טאג, ווען די זון איז פערפענדיקולאר צו דער ערד'ס ייבערפלאך. ממילא, איז נישטא קיין סיבה צו זיין איבערראשט אויב דער טאג-ליכט איז הייסער ווי דער מארגן אדער אוונט. אינדערפרי און אוונט, איז דער ווינקל וואס ווערט באשאפן נאנט צו 90.^o.

אויב דער ווינקל וואָס ווערט געשאַפֿן איז 80^o, דעמאָלט איז די היץ אַבזאָרפּשאַן קורס:

די היץ אַבזאָרפּציע קורס (Q/t) אין דער מאָרגן און אָוונט איז מינימום ווייַל cos θ איז נאָענט צו נול. די קלענערע cos θ, די קלענערע די היץ אַבזאָרפּציע קורס.

ביי זונ-אונטערגאַנג אויפן מערב האָריזאָנט, אדער גרייט אויפצוגיין אויפן מזרח האָריזאָנט, איז דער ווינקל וואָס איז געשאַפֿן געוואָרן = 90^o.

ווייל דער ווינקל וואָס ווערט געשאַפֿן איז 90^o, די היץ אַבזאָרפּשאַן קורס איז:

היץ אַבזאָרפּשאַן קורס (Q/t) ביי זונ - אונטערגאַנג אָדער גרייט צו העכערונג = 0.