تجارب الاشعاع الحراري

تنتقل الطاقة الحرارية من الأجسام الساخنة إلى الأجسام الباردة عن طريق التوصيل والحمل الحراري والإشعاع. من بين هؤلاء الثلاثة ، فقط الإشعاع لا يتطلب الاتصال ؛ تقوم الشمس بتدفئة الأرض لأن إشعاعها الحراري ينتقل عبر الفضاء الفارغ. أي جسم دافئ ، مثل الشمس أو محمصة الخبز أو جسم الإنسان ، يبعث هذه الطاقة ، تسمى الأشعة تحت الحمراء ، أو I.R. تظهر لك التجارب البسيطة كيف يعمل.

يُظهر مقياس الإشعاع ، المتاح في متاجر العلوم مقابل بضعة دولارات ، الطاقة الكامنة في الأشعة تحت الحمراء. لها غلاف زجاجي محكم الغلق ، مثل المصباح الكهربائي الشفاف ، الذي يحتوي على فراغ جزئي. داخل المغلف ، أربع ريش مربعة ، جانب أسود وجانب أبيض ، متوازنة على محمل إبرة. عندما تسلط ضوءًا على مقياس الإشعاع ، يسخن الجانب الأسود أكثر من الجانب الأبيض. ترتد جزيئات الهواء عن كلا الجانبين ، لكن الطاقة الحرارية من الجانب الأسود تجعلها تدفع بقوة أكبر. هذا يدور الريشات في اتجاه الجانب الأبيض. ضع مقياس الإشعاع في ضوء الشمس الساطع ولاحظ مدى سرعته في الدوران. ثم حركه بعيدًا عن ضوء الشمس المباشر ولاحظ أنه يتحرك ببطء أكبر.

ابحث عن عدة قطع من القماش ، مثل القمصان أو المناشف ، بألوان مختلفة. ضعها على سطح قوي ومستوٍ في ضوء الشمس الساطع. بعد 15 إلى 20 دقيقة ، اشعر بكل واحدة ولاحظ أيهما أدفأ. نظرًا لأن الألوان الداكنة تعكس أقل قدر من ضوء الشمس ، فإنها تمتص معظم الحرارة. تعكس الألوان الفاتحة معظم ضوء الشمس وبالتالي تظل أكثر برودة.

اجمع خمسة فناجين قهوة متطابقة باستثناء اللون. قم بتشغيل الماء الساخن من الصنبور لمدة دقيقة أو دقيقتين ، حتى يصل إلى أقصى درجة حرارة له. املأ الأكواب بالماء الساخن وانقلها إلى غرفة مظلمة وباردة. ضع مقياس حرارة في كل منها وانتظر 20 دقيقة. اقرأ مقياس الحرارة في كل كوب وقارن بين درجات الحرارة والألوان. يجب أن تقرأ الألوان الأغمق أروعها لأنها أفضل في امتصاص الطاقة الحرارية ، كما أنها تشع طاقة حرارية بشكل أكثر كفاءة من الألوان الفاتحة.

احصل على بالون "أنبوب شمسي" واصطحبه إلى الخارج في يوم هادئ ومشمس. يبلغ طول البالون عدة أقدام ومصنوع من البلاستيك الغامق. انفخها في الظل بهواء بارد. ثبت خيط طائرة ورقية على البالون وخذها إلى منطقة مشمسة. تمسك بالخيط. في النهاية ، سوف يتسبب الإشعاع الحراري المنبعث من الشمس في تمدد الهواء بالداخل ، مما يجعل البالون يرتفع من الأرض. الهواء الدافئ بالداخل أقل كثافة من الهواء الخارجي ، لذلك يطفو البالون.