Τι συμβαίνει στον αέρα που θερμαίνεται με ακτινοβολία;
1. Απορρόφηση της ακτινοβολίας:
- Τα μόρια αέρα, κυρίως το άζωτο και το οξυγόνο, απορροφούν την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία μέσα σε συγκεκριμένα μήκη κύματος, ιδιαίτερα στο υπέρυθρο φάσμα.
- Αυτή η απορρόφηση αναγκάζει τα μόρια να κερδίσουν ενέργεια.
2. Αυξημένη μοριακή κίνηση:
- Η απορροφημένη ενέργεια αυξάνει την κινητική ενέργεια των μορίων αέρα. Αυτό μεταφράζεται σε αυξημένη κίνηση, συμπεριλαμβανομένων των δονήσεων και των περιστροφών.
3. Άνοδος θερμοκρασίας:
- Καθώς τα μόρια κινούνται ταχύτερα, η μέση κινητική τους ενέργεια αυξάνεται. Αυτό σχετίζεται άμεσα με τη θερμοκρασία του αέρα, η οποία συνεπώς αυξάνεται.
4. Θερμική επέκταση:
- Η αυξημένη μοριακή κίνηση προκαλεί την επέκταση του αέρα. Αυτή η επέκταση συμβαίνει επειδή τα μόρια συγκρούονται συχνότερα και με μεγαλύτερη δύναμη, πιέζοντας το ένα το άλλο και αυξάνοντας τον όγκο που καταλαμβάνουν.
5. Μεταφορά (πιθανό):
- Εάν ο θερμαινόμενος αέρας βρίσκεται σε ένα βαρυτικό πεδίο, ο ζεστός, λιγότερο πυκνός αέρας τείνει να αυξηθεί. Αυτή η κίνηση είναι γνωστή ως μεταφορά, δημιουργώντας ρεύματα και μεταφορά θερμότητας στις γύρω περιοχές.
Ειδικά παραδείγματα:
* ηλιακό φως: Ο ήλιος εκπέμπει ακτινοβολία που θερμαίνει την ατμόσφαιρα της Γης. Πρόκειται για βασικό μοτίβο καιρού.
* πυρκαγιά: Οι φλόγες μιας πυρκαγιάς εκπέμπουν υπέρυθρη ακτινοβολία, η οποία θερμαίνει τον περιβάλλοντα αέρα και την προκαλεί να αυξηθεί, δημιουργώντας το γνωστό ανοδικό σχέδιο.
Σημείωση:
* Δεν απορροφώνται εξίσου όλα τα μήκη κύματος ακτινοβολίας. Μερικά μήκη κύματος περνούν από τον αέρα χωρίς σημαντική απορρόφηση.
* Η απόδοση της μεταφοράς θερμότητας με ακτινοβολία εξαρτάται από τον τύπο του υλικού και τις επιφανειακές του ιδιότητες. Για παράδειγμα, οι σκοτεινές επιφάνειες απορροφούν περισσότερη ακτινοβολία από τις φωτεινές επιφάνειες.
* Η ακτινοβολία μπορεί επίσης να θερμαίνει αντικείμενα μέσα στον αέρα, όπως τα σωματίδια σκόνης, τα οποία στη συνέχεια μπορούν να συμβάλουν στη συνολική θέρμανση.
Συνοπτικά, όταν ο αέρας θερμαίνεται από την ακτινοβολία, απορροφά την ενέργεια, τα μόρια του κινούνται ταχύτερα, οδηγώντας σε αύξηση της θερμοκρασίας και πιθανή επέκταση. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε μεταφορά, όπου ο ζεστός αέρας αυξάνεται και μεταφέρει θερμαίνεται σε άλλες περιοχές.
