כאן הקורא ימצא מידע כללי על מההעברת חום כזו, וגם תופעת העברת החום הקורנת, כפיפותה לחוקים מסוימים, תכונות התהליך, נוסחת החום, השימוש בהעברת החום על ידי האדם ומהלכו בטבע יישקלו בפירוט.
כדי להבין את המהות של העברת חום קורן, יש להבין תחילה את מהותו ולדעת מהי?
העברת חום היא שינוי במדד האנרגיהטיפוס פנימי ללא זרימת עבודה על האובייקט או הנושא, כמו גם ללא עבודת הגוף. תהליך כזה ממשיך תמיד בכיוון מסוים, כלומר: חום עובר מגוף עם אינדקס טמפרטורה גבוה יותר לגוף עם גוף נמוך יותר. עם הגעה להשוואת טמפרטורות בין גופים, התהליך נעצר, והוא מתבצע בעזרת הולכת חום, הסעה וקרינה.
נוסחת החום מאפשרת לך לבצע חישובים כדי לקבוע את כמות האנרגיה המועברת, עם זאת, הערכים הנמדדים תלויים באופי התהליך המתמשך:
כדי להבין מהי העברת חום קורנת,אתה צריך לדעת את חוקי הפיזיקה הבסיסיים לגבי קרינת אינפרא אדום. חשוב לזכור שכל גוף שהטמפרטורה שלו היא מעל האפס במונחים אבסולוטיים תמיד מקרין אנרגיה תרמית. הוא נמצא בטווח של ספקטרום האינפרא אדום של גלים בעלי טבע אלקטרומגנטי.
עם זאת, גופים שונים, בעלי אותו הדברמחוון טמפרטורה, יהיה בעל יכולת שונה לפלוט אנרגיית קרינה. מאפיין זה יהיה תלוי בגורמים שונים כגון: מבנה גוף, אופי, צורה ומצב פני השטח. טבעה של קרינה אלקטרומגנטית מתייחס לגל הכפול, הגופי. לשדה של הסוג האלקטרומגנטי יש אופי קוונטי, והקוואנטות שלו מיוצגות על ידי פוטונים. באינטראקציה עם אטומים, פוטונים נספגים ומעבירים את האנרגיה שלהם לאלקטרונים, הפוטון נעלם. האנרגיה של מדד הרטט התרמי של אטום במולקולה עולה. במילים אחרות, האנרגיה המוקרנת מומרת לחום.
האנרגיה המוקרנת נחשבת לכמות העיקרית ומסומן בסימן W, נמדד בג'אול (J). שטף הקרינה מבטא את הערך הממוצע של הספק על פני פרק זמן גדול בהרבה מתקופות התנודות (האנרגיה הנפלטת במהלך יחידת זמן). היחידה הנפלטת מהזרם מתבטאת בג'אול לשנייה (J/s), הוואט (W) נחשב לאופציה המקובלת.
עכשיו עוד על התופעה.העברת חום קרינה היא חילופי חום, תהליך העברתו מגוף אחד למשנהו, בעל אינדקס טמפרטורה שונה. מתרחש בעזרת קרינת אינפרא אדום. הוא אלקטרומגנטי ונמצא באזורי ספקטרום הגלים בעלי אופי אלקטרומגנטי. טווח הגלים נע בטווח שבין 0.77 ל-340 מיקרומטר. טווחים מ-340 עד 100 מיקרומטר נחשבים לאורך גל ארוך, 100-15 מיקרומטר שייכים לטווח הגלים הבינוניים, ומ-15 עד 0.77 מיקרומטר שייכים לאורך גל קצר.
ספקטרום אינפרא אדום גל קצרסמוך לאור של הסוג הנראה, וקטעי אורך הגל הארוכים של הגלים נכנסים לאזור של גל הרדיו הקצר במיוחד. קרינת אינפרא אדום מאופיינת בהתפשטות ישר, היא מסוגלת לשבור, להחזיר ולקטב. מסוגל לחדור למגוון חומרים אטומים לאור הנראה.
במילים אחרות, העברת חום קורנת יכולה להיותמאופיין כהעברת חום בצורה של אנרגיית גל אלקטרומגנטית, התהליך ממשיך בין משטחים הנמצאים בתהליך של קרינה הדדית.
מדד העצימות נקבע על ידי הדדימיקום המשטחים, יכולות הפליטה והספיגה של גופים. העברת חום קרינה בין גופים שונה מתהליכי הסעה והולכת חום בכך שניתן לשלוח חום דרך ואקום. הדמיון של תופעה זו לאחרות נובע מהעברת חום בין גופים בעלי מדדי טמפרטורה שונים.
להעברת חום קרינה בין גופים יש מספר מסוים של שטפי קרינה:
הסביבה שבה מתרחש חילופי חום יכולה להיות מעורבת בקליטת קרינה ולהכניס את שלה.
חילופי חום קרינה בין מספר מסוים של גופים מתואר על ידי שטף קרינה יעיל:
הEF=E+EOTR=E+(1-A)Eכָּרִית.
גופים שיש להם, בכל טמפרטורההאינדיקטורים L=1, R=0 ו-O=0 נקראים "שחור לחלוטין". האדם יצר את המושג "קרינה שחורה". הוא מתכתב עם מדדי הטמפרטורה שלו לשיווי המשקל של הגוף. אנרגיית הקרינה הנפלטת מחושבת באמצעות הטמפרטורה של הנבדק או האובייקט, אופי הגוף אינו משפיע על כך.
לודוויג בולצמן, שחי באוסטריההאימפריה בשנים 1844-1906, יצרה את חוק סטפן-בולצמן. זה הוא שאפשר לאדם להבין טוב יותר את מהות חילופי החום ולפעול עם מידע, לשפר אותו עם השנים. בואו נסתכל על הניסוח שלו.
חוק סטפן-בולצמן הוא חוק האינטגרלדמות המתארת כמה תכונות של גופים שחורים לחלוטין. זה מאפשר לך לקבוע את התלות של צפיפות כוח הקרינה של גוף שחור לחלוטין במדד הטמפרטורה שלו.
חוקי העברת החום הזוהר מצייתים לחוקסטפן-בולצמן. רמת עוצמת העברת החום באמצעות הולכת חום והסעה היא פרופורציונלית לטמפרטורה. אנרגיית הקרינה בשטף החום פרופורציונלית לטמפרטורה בחזקת הרביעית. זה נראה כמו זה:
q = σ A (T14 – ט24).
בנוסחה, q הוא שטף החום, A הוא שטח הפנים של הגוף המקרין אנרגיה, T1 ו-T2 הוא ערך הטמפרטורה של הגופים המקרינים והסביבה, העוסקת בקליטת קרינה זו.
החוק לעיל של קרינת חום הוא בדיוקמתאר רק את הקרינה האידיאלית שנוצרה על ידי גוף שחור לחלוטין (a.h.t.). אין כמעט גופים כאלה בחיים. עם זאת, משטחים שחורים שטוחים מתקרבים ל-A.Ch.T. הקרינה של גופי האור חלשה יחסית.
יש מקדם פליטות,הוצג כדי לקחת בחשבון את הסטייה מהאידיאליות של מספר רב של s.t. לתוך הרכיב הנכון של הביטוי המסביר את חוק סטפן-בולצמן. מדד הפליטה שווה לערך קטן מאחד. משטח שחור שטוח יכול להביא את המקדם הזה ל-0.98, ומראת מתכת לא תעלה על 0.05. כתוצאה מכך, יכולות קליטת האלומה הן גבוהות עבור גופים שחורים ונמוכות עבור אלו מרהיבים.
בהעברת חום, לעתים קרובות יש אזכור של כאלהמונח כגוף אפור. עצם זה הוא גוף בעל מקדם בליעה ספקטרלי של קרינה אלקטרומגנטית פחות מאחד, שאינו מבוסס על אורך הגל (תדר).
קרינת החום זהה בלפי ההרכב הספקטרלי של הקרינה של גוף שחור עם אותה טמפרטורה. גוף אפור שונה משחור על ידי אינדיקטור נמוך יותר של תאימות אנרגטית. לרמת השחור הספקטרלית של s.t. אורך הגל אינו מושפע. באור נראה, פיח, פחם ואבקת פלטינה (שחור) קרובים לגוף האפור.
קרינת חום מתרחשת כל הזמן סביבנו.במגורים ובמשרדים, לעתים קרובות ניתן למצוא תנורי חימום חשמליים העוסקים בקרינת חום, ואנו רואים זאת בצורה של זוהר אדמדם של ספירלה - חום כזה שייך לגלוי, הוא "עומד" בקצה של הספירלה. ספקטרום אינפרא אדום.
החימום של החדר, למעשה, עוסקמרכיב בלתי נראה של קרינת אינפרא אדום. מכשיר ראיית הלילה עושה שימוש במקור קרינת חום ובמקלטים רגישים לקרינת אינפרא אדומה, המאפשרים לנווט היטב בחושך.
השמש היא, בצדק, הפולט החזק ביותראנרגיית תרמית. הוא מחמם את כוכב הלכת שלנו ממרחק של מאה וחמישים מיליון קילומטרים. המדד לעוצמת קרינת השמש, שנרשם מזה שנים רבות ועל ידי תחנות שונות הממוקמות בחלקים שונים של כדור הארץ, מתאים לכ-1.37 W/m2.
האנרגיה של השמש היא מקור החיים.על כדור הארץ. נכון לעכשיו, מוחות רבים עסוקים בניסיון למצוא את הדרך היעילה ביותר להשתמש בו. כיום אנו מכירים פאנלים סולאריים שיכולים לחמם מבני מגורים ולקבל אנרגיה לצרכי חיי היומיום.
לסיכום, הקורא יכול כעת לתתהגדרה של העברת חום קרינה. תאר תופעה זו בחיים ובטבע. אנרגיית קרינה היא המאפיין העיקרי של גל האנרגיה המשודרת בתופעה כזו, והנוסחאות המפורטות מראות כיצד לחשב אותה. בעמדה הכללית, התהליך עצמו מציית לחוק סטפן-בולצמן ויכול להיות בעל שלוש צורות, בהתאם לאופיו: שטף הקרינה המתרחשת, קרינה מסוגו, והשתקפות, נבלעות ומשודרות.
