Πώς μεταφέρεται η θερμική ενέργεια με ακτινοβολία;

Μεταφορά θερμικής ενέργειας με ακτινοβολία:

Η ακτινοβολία είναι η μεταφορά θερμικής ενέργειας μέσω ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. Σε αντίθεση με την αγωγιμότητα και τη μεταφορά, που απαιτούν ένα μέσο για να ταξιδέψει, η ακτινοβολία μπορεί να μεταφέρει θερμότητα μέσω κενού. Αυτός είναι ο τρόπος με τον οποίο η θερμότητα του ήλιου φτάνει στη Γη, για παράδειγμα.

Ακολουθεί μια ανάλυση του τρόπου με τον οποίο λειτουργεί:

1. Εκπομπή:

* Όλα τα αντικείμενα πάνω από το απόλυτο μηδέν (0 kelvin ή -273.15 ° C) εκπέμπουν ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία.

* Όσο πιο ζεστό το αντικείμενο, τόσο περισσότερη ενέργεια και μικρότερο μήκος κύματος εκπέμπει.

* Αυτή η ακτινοβολία είναι συχνά στο υπέρυθρο φάσμα, το οποίο δεν μπορούμε να δούμε, αλλά μπορούμε να αισθανόμαστε τη ζεστασιά του.

2. Απορρόφηση:

* Όταν αυτή η ακτινοβολία χτυπά ένα άλλο αντικείμενο, μερικά από αυτά απορροφάται.

* Η ποσότητα απορρόφησης εξαρτάται από το υλικό και το χρώμα του αντικειμένου. Οι πιο σκούρες επιφάνειες απορροφούν περισσότερη ακτινοβολία από τις ελαφρύτερες.

* Η απορροφημένη ακτινοβολία αυξάνει την εσωτερική ενέργεια του αντικειμένου, προκαλώντας την αύξηση της θερμοκρασίας του.

3. Προβληματισμός:

* Μερικές από τις ακτινοβολίες αντανακλώνται πίσω στο περιβάλλον.

* Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι ελαφρές επιφάνειες παραμένουν πιο δροσερές στον ήλιο, αντανακλώντας περισσότερη ακτινοβολία.

Παραδείγματα ακτινοβολίας:

* Ο ήλιος: Ο ήλιος ακτινοβολεί θερμική ενέργεια στη γη, θερμαίνοντας τον πλανήτη μας.

* πυρκαγιά: Μια πυρκαγιά ακτινοβολεί θερμική ενέργεια, κάνοντάς σας να αισθάνεστε ζεστοί όταν στέκεστε κοντά της.

* Φούρνος μικροκυμάτων: Τα μικροκύματα χρησιμοποιούν ακτινοβολία για να θερμανθούν τρόφιμα προκαλώντας δονεία μόρια νερού.

* Άνθρωποι: Τα σώματά μας ακτινοβολούν τη θερμική ενέργεια, γι 'αυτό μπορούμε να αισθανόμαστε την παρουσία κάποιου ακόμη και στο σκοτάδι.

Βασικά σημεία σχετικά με την ακτινοβολία:

* Δεν απαιτεί ένα μέσο για να ταξιδέψει.

* Ταξιδεύει με την ταχύτητα του φωτός.

* Η ποσότητα της εκπομπής ακτινοβολίας είναι ανάλογη προς την τέταρτη ισχύ της απόλυτης θερμοκρασίας του αντικειμένου (νόμος Stefan-Boltzmann).

* Οι πιο σκοτεινές επιφάνειες απορροφούν περισσότερη ακτινοβολία από τις ελαφρύτερες επιφάνειες.

Η κατανόηση της ακτινοβολίας είναι απαραίτητη για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο η θερμότητα μεταφέρεται σε διάφορες καταστάσεις, από το μαγείρεμα των τροφίμων μέχρι το σχεδιασμό κτιρίων που διατηρούν την ενέργεια.