Czy to możliwe, że wszystkie ciała świecą? Odpowiedź uzasadnij.
Wszystkie ciała mocno rozgrzane świecą. Jest to tak zwane promieniowanie termiczne. Okazuje się, że ciała o niskiej temperaturze, które nie świecą widzialnym światłem, również emitują promieniowanie, ale w zakresie fal dłuższych niż w przypadku światła widzialnego. Takie promieniowanie nazywamy promieniowaniem podczerwonym. Można to sprawdzić, zbliżając z boku rękę na kilka centymetrów do gorącego przedmiotu (np. kubka z herbatą, kaloryfera itp.). Odczuwa się wtedy ciepło spowodowane działaniem promieniowania podczerwonego na skórę.
21
Ćwiczenie 5
Wyjaśnij, dlaczego ze wzrostem temperatury ciała zwiększa się natężenie promieniowania termicznego?
Temperatura jest miarą średniej energii kinetycznej cząsteczek ciała, a natężenie promieniowania to energia promieniowania emitowana w czasie 1 sekundy przez 1 mIndeks górny 22 powierzchni ciała.
Promieniowanie termiczne to fale elektromagnetyczne emitowane przez cząstki obdarzone ładunkiem elektrycznym w wyniku ich ruchu termicznego w materii. Gdy temperatura zwiększa się, to zwiększa się średnia energia kinetyczna cząstek materii. Cząstki o większej energii mogą wypromieniować większą energię, co oznacza, że ich promieniowanie ma większe natężenie.
21
Ćwiczenie 6
Jeśli zbliżysz z boku rękę na kilka centymetrów do gorącego przedmiotu (np. kubka z herbatą, kaloryfera), odczujesz ciepło. Czym to jest spowodowane? Przeanalizuj znane ci sposoby przekazywania ciepła: przewodnictwo cieplne, konwekcję i promieniowanie. Opisz, w jaki sposób ciepło zostało przekazane w tym wypadku. Odpowiedź uzasadnij.
Powietrze jest dobrym izolatorem ciepła. Konwekcja polega na wznoszeniu się ogrzanego powietrza w górę.
Odczucie ciepła spowodowane jest działaniem na skórę promieniowania termicznego w zakresie podczerwieni. Przewodnictwo odgrywa tu znikomą rolę, gdyż powietrze jest dobrym izolatorem ciepła. Z kolei udział konwekcji byłby istotny, gdyby ręka znalazła się nad gorącym przedmiotem. Wtedy rozgrzane warstwy powietrza, unoszące się do góry, ogrzewałyby rękę. Jeśli ustawimy rękę obok gorącego przedmiotu, to praktycznie wykluczamy udział konwekcji w transporcie cieplnym.
11
Ćwiczenie 7
Kiedy do domu dostarczamy energię w tempie 1 kW, ucieka również 1 kW, a więc zawartość energii wewnętrznej w budynku jest stała i przekłada się na stałą temperaturę 10°C. Bezpośrednio po zwiększeniu mocy grzejnika np. do 2 kW temperatura w budynku jeszcze się nie zmienia i ucieka z niego wciąż 1 kW energii. Ponieważ jednak dostarczamy więcej energii, niż ucieka, energia wewnętrzna domu będzie rosnąć. Po upływie pewnego czasu temperatura wewnątrz domu wzrośnie.
RYMTjxuJ0SqVj
R6ZxorMZl7H5Z
Czy mógłbyś zaproponować inny sposób na uzyskanie stanu równowagi przy wyższej różnicy temperatur?
W celu uzyskania stanu równowagi przy wyższej różnicy temperatur można zastosować ocieplenie budynku.
RlAIr3GFdexU51
Ćwiczenie 8
1
Ćwiczenie 8
Skorzystaj z dostępnych Ci źródeł i poszukaj odpowiedzi na pytanie. Jak wygląda bilans energetyczny na Marsie?
Na Marsie większość promieniowania absorbowanego przez powierzchnię to promieniowanie słoneczne (95 W na metr kwadrat). Atmosfera dostarcza tylko 29 W na metr kwadrat i jednocześnie pochłania 33 W na metr kwadrat ze 123 W na metr kwadrat emitowanej przez powierzchnię podczerwieni.