3.輻射傳熱的例子
1. 用例子解釋其意義 輻射傳熱 ?
彭巴哈桑
輻射傳熱是指以電磁波形式傳遞熱量。太陽向地球傳遞熱就是輻射傳熱的一個例子。地球和太陽之間是真空或近乎真空的區域,因此來自太陽(溫度較高)的熱量無法穿透物質傳遞到地球(溫度較低)。太陽光以及其他一些電磁波都是電磁波,因此可以得出結論:熱是以電磁波的形式從太陽傳遞到地球的。
2. 為什麼在炎熱的天氣穿黑色衣服會覺得身體悶熱?如果是這樣,那麼在天氣非常熱和非常冷的時候,分別應該穿什麼顏色的衣服呢?
彭巴哈桑
每種顏色吸收物體散發熱量的能力都不同。黑色幾乎吸收所有照射到其上的熱量,而白色幾乎反射所有照射到其上的熱量。在炎熱的天氣裡穿黑色衣服會讓你感覺很熱,因為黑色幾乎吸收了所有來自太陽或空氣的熱量。
黑色物體的發射率接近 1,而白色物體的發射率接近 0。發射率的值介於 0 和 1 之間。物體的發射率越大(e 接近 1),物體發出或吸收的熱量就越多。反之,物體的發射率越小(e 接近 0),物體發出或吸收的熱量就越少。
天氣很熱的時候,應該穿淺色的衣服(例如白色);天氣很冷的時候,應該穿深色的衣服(例如黑色)。
3. 已知地球半徑為149,6×106 地球表面距離地面 1 公里,地球的發射率為 0,95。估算太陽直射地球時,白天太陽輻射到地球表面的熱量傳遞速率!
彭巴哈桑
已知:
地球半徑 (r) = 149,6 x 106 公里 = 149,6 x 109 米
地球表面積 (A) = πr²2 = (3,14)(49,6 x 109 m)2 = (3,14)(2460,16 x 1018 m2) = 7725 x 1018 m2
地球的發射率 = 0,95
問: 太陽輻射率(Q/t)
回答 :
太陽輻射率公式:
Q/t = (1000 W/m2) e A cos θ
備註:
Q/t = 太陽輻射率,1000 W/m²2 = 太陽常數,e = 發射率,A = 物體的表面積,θ = 太陽光線與地球表面法線之間的夾角。
當太陽直射頭頂時,陽光垂直照射到地球表面。當陽光垂直照射到地球表面時,它與垂直於地球表面的法線成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