辐射传热示例

3.辐射传热的例子

1. 用例子解释其含义 辐射传热 ?
讨论
辐射传热是指以电磁波形式传递热量。太阳向地球传递热量就是辐射传热的一个例子。地球和太阳之间是真空或近乎真空的区域,因此来自太阳(温度较高)的热量无法穿透物质传递到地球(温度较低)。太阳光以及其他一些电磁波都是电磁波,因此可以得出结论:热量是以电磁波的形式从太阳传递到地球的。

2. 为什么在炎热的天气里穿黑色衣服会感觉身体闷热?如果是这样,那么在天气非常热和非常冷的时候,分别应该穿什么颜色的衣服呢?
讨论
每种颜色吸收物体散发热量的能力都不同。黑色几乎吸收所有照射到其上的热量,而白色几乎反射所有照射到其上的热量。在炎热的天气里穿黑色衣服会让你感觉很热,因为黑色几乎吸收了所有来自太阳或空气的热量。
黑色物体的发射率接近于 1,而白色物体的发射率接近于 0。发射率的值介于 0 和 1 之间。物体的发射率越大(e 接近 1),物体发出或吸收的热量就越多。反之,物体的发射率越小(e 接近 0),物体发出或吸收的热量就越少。

天气很热的时候,应该穿浅色的衣服(例如白色);天气很冷的时候,应该穿深色的衣服(例如黑色)。

3. 已知地球半径为149,6×106 地球表面距离地面 1 公里,地球的发射率为 0,95。估算太阳直射地球时,白天太阳辐射到地球表面的热量传递速率!
讨论
已知:
地球半径 (r) = 149,6 x 106 公里 = 149,6 x 109 米
地球表面积 (A) = πr²2 = (3,14)(49,6 x 109 m)2 = (3,14)(2460,16 x 1018 m2) = 7725 x 1018 m2
地球的发射率 = 0,95
问: 太阳辐射率(Q/t)
回答 :
太阳辐射率公式:
Q/t = (1000 W/m2) e A cos θ
信息:
Q/t = 太阳辐射率,1000 W/m²2 = 太阳常数,e = 发射率,A = 物体的表面积,θ = 太阳光线与地球表面法线之间的夹角。

当太阳直射头顶时,阳光垂直照射到地球表面。当阳光垂直照射到地球表面时,它与垂直于地球表面的法线成0 °角。

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 焦耳/秒

 

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