§ 8. Теплове випромінювання

Теплове випромінювання. Існує й такий вид теплообміну, який не потребує наявності речовини.

Розгляньте малюнок 33. Тепло від Сонця долає величезну відстань у космічному безповітряному просторі, поки дістанеться поверхні Землі. І вже нагріта Земля, у свою чергу, прогріває атмосферу.

Вольфрамова нитка розжарення електричної лампи міститься в скляному балоні, з якого відка^іали повітря. Проте тепло від лампи добре відчутно.

Як передається тепло від свічки, коли ми наближаємо до неї руки? Теплопровідністю? Ні, адже повітря — поганий провідник теплоти. Конвекцією?

Ні, адже теплі потоки повітря підіймаються вгору.

Отже, існує ще один вид теплообміну, відмінний від теплопровідності та конвекції, який до того ж здійснюється без «посередників». Річ у тім, що частина внутрішньої енергії тіла може випромінюватись і поширюватись у вигляді електромагнітних хвиль. Детальніше механізм утворення й поширення електромагнітних хвиль ви будете вивчати в 9 класі. Такий вид теплообміну називається тепловим випромінюванням(або променевим теплообміном).

Теплове випромінювання — вид теплообміну, обумовлений процесом перенесення енергії від одного тіла до іншого внаслідок випромінювання, поширення та поглинання електромагнітних хвиль.

Усі тіла, без винятку, випромінюють теплову енергію (інфрачервоні промені). Сонце, багаття, людина, тварини випромінюють інфрачервоні промені. Лід також випромінює. Але нам здається, що від нього «віє холодом». Це BWtyTTH виникає тому, що рука отримує від льоду менше теплової енергії, ніж сама випромінює. Саме тому ми відчуваємо холод.

Існують прилади, які «бачать» теплове випромінювання. Такі прилади називають тепловізорами. За їх допомогою можна виявити холодні й гарячі об’єкти, а також визначити їхню температуру.

Розгляньте уважно малюнок 34. Чому, на вашу думку, стілець виділяється з-поміж інших предметів у кімнаті?

Енергія, яку випромінює тіло, залежить від його температури: що вищою є температура тіла, то більше енергії воно випромінює. Температура деяких тіл може бути настільки великою, що атоми речовини, перебуваючи, як кажуть фізики, у збудженому стані, мають «надлишок енергії». Він і випромінюється у вигляді електромагнітних хвиль (деякі із цих хвиль людина відчуває у вигляді тепла, а деякі — у вигляді світла).

Теплове випромінювання, крім температури тіла, залежить також від кольору його поверхні та її стану: шорсткі й темні поверхні випромінюють і поглинають теплоту краще, ніж гладенькі та блискучі. Тому влітку, в спекотні дні, краще не носити темний одяг, який буде інтенсивно поглинати теплоту, що може стати причиною теплового удару.

Розглянувши три види теплообміну, бачимо, що всі вони діють одночасно (мал. 35), але не в однаковій мірі (одні переважають над іншими).

Підбиваємо підсумки

Вид теплообміну, за якого енергія передається за допомогою електромагнітних хвиль, називають тепловим випромінюванням.

Усі тіла без винятку випромінюють теплову енергію.

Інтенсивність випромінювання й поглинання тілом енергії залежить від його температури, кольору та стану його поверхні. Чим вищою є температура тіла, тим більше енергії воно випромінює. Шорсткі й темні поверхні випромінюють і поглинають теплоту краще, ніж гладенькі та світлі.

А знаю, вмію та можу поленими

1.    Що таке теплове випромінювання?

2.    Чому енергія від Сонця до Землі не може передаватись ані конвекцією, ані теплопровідністю?

3.    Яке значення має теплове випромінювання у природі й техніці?

ПОЯСНІТЬ

1.    Чи існують такі умови, за яких тіло не випромінює або не поглинає енергію?

2.    Яке співвідношення між поглинутою та випроміненою тілом енергією, якщо його температура зменшується?

3.    Знання яких фізичних явищ використані конструкторами при проектуванні енергозберігаючих вікон (мал. 36).

4.    Чому зовнішні поверхні циліндрів на двигунах мопедів і мотоциклів роблять ребристими (мал. 37)?

5.    Де швидше розтане сніг: на шкільному подвір’ї, у лісі, у полі? Чому?

Це матеріал з Підручника Фізика 8 Клас Засєкіна