Eksperimenter med varmestråling

Varmeenergi bevæger sig fra varme genstande til kolde ved ledning, konvektion og stråling. Af disse tre kræver kun stråling ikke kontakt; solen varmer jorden op, fordi dens varmestråling bevæger sig gennem det tomme rum. Enhver varm genstand, såsom solen, en brødrister eller menneskekroppen, afgiver denne energi, kaldet infrarød stråling eller I.R. Enkle eksperimenter viser dig, hvordan det fungerer.

Et radiometer, der fås i videnskabsbutikker for et par dollars, viser den energi, der er forbundet med infrarød stråling. Den har en forseglet glaskonvolut som en klar pære, der indeholder et delvis vakuum. Inde i konvolutten sidder fire firkantede vinger med en sort side og en hvid side på en nåleleje. Når du skinner et lys på radiometeret, varmer den sorte side mere end den hvide side. Luftmolekyler hopper af begge sider, men varmeenergien fra den sorte side får dem til at skubbe hårdere. Dette drejer vingerne i retning af den hvide side. Anbring radiometeret i stærkt sollys og se, hvor hurtigt det drejer. Flyt den derefter væk fra direkte sollys og observer, at den bevæger sig langsommere.

Find flere tøjgenstande, såsom skjorter eller håndklæder, i forskellige farver. Læg dem på en stabil, plan overflade i stærkt sollys. Efter 15 til 20 minutter skal du mærke hver enkelt og bemærke, hvilken der er den varmeste. Fordi mørke farver reflekterer mindst sollys, absorberer de mest varme. Lyse farver reflekterer mest sollys og forbliver derfor køligere.

Saml fem kaffekopper, identiske bortset fra farve. Kør varmt vand fra en vandhane i et minut eller to, indtil det når sin maksimale temperatur. Fyld kopperne med varmt vand og flyt dem til et mørkt, køligt rum. Anbring et termometer i hver og vent 20 minutter. Læs termometeret i hver kop, og sammenlign temperaturer og farver. De mørkeste farver bør læse de sejeste, fordi de, ligesom de er bedre til at absorbere varmeenergi, også udstråler varmeenergi mere effektivt end lyse farver.

Få en "solrør" -ballon og tag den udendørs på en rolig, solskinsdag. Ballonen er flere meter lang og lavet af mørk plast. Pust den op i skyggen med kølig luft. Sæt en dragesnor på ballonen og tag den med til et solrigt område. Hold fast i strengen. Til sidst vil varmestråling fra solen få luften inde til at ekspandere, hvilket får ballonen til at stige op fra jorden. Den varmere luft indeni har mindre tæthed end udeluften, så ballonen flyder.