Κάθε υλικό απορροφά και αντανακλά κάποια ηλιακή ενέργεια. Ωστόσο, ορισμένα υλικά απορροφούν πολύ περισσότερο από ό, τι αντανακλούν και το αντίστροφο. Η ποσότητα της ηλιακής ενέργειας που ένα υλικό θα απορροφήσει ή θα αντανακλά εξαρτάται από μια σειρά φυσικών ιδιοτήτων. Τα πυκνά υλικά τείνουν να απορροφούν περισσότερη ηλιακή ενέργεια από λιγότερο πυκνά υλικά. Το χρώμα και η επίστρωση επηρεάζουν επίσης την ποσότητα της ηλιακής ενέργειας που ένα αντικείμενο μπορεί να απορροφήσει ή να αντανακλά.
Ιδιότητες υλικού
Καθώς αυξάνεται η πυκνότητα ενός υλικού, αυξάνεται επίσης η ικανότητά του να απορροφά ηλιακή ενέργεια. Για παράδειγμα, πυκνά υλικά, όπως πλέγμα, σκυρόδεμα και τούβλα, απορροφούν μεγάλη ποσότητα ηλιακής ενέργειας. Λιγότερο πυκνά υλικά, όπως φελιζόλ και λίγο ξύλο, δεν απορροφούν τόση ηλιακή ενέργεια. Αυτές οι ιδιότητες μπορεί να ποικίλουν ανάλογα με την επικάλυψη του υλικού. Για παράδειγμα, εάν ένα πυκνό υλικό όπως το σκυρόδεμα επικαλύπτεται με πολύ ανακλαστική επίστρωση, δεν θα απορροφήσει τόση ενέργεια.
Πώς επηρεάζει το χρώμα την απορρόφηση και την αντανάκλαση;
Η ηλιακή ενέργεια μας φτάνει σε διαφορετικά μήκη κύματος. Τα διαφορετικά μήκη κύματος που σχετίζονται με το ορατό φως αποτελούν τα διαφορετικά χρώματα του ουράνιου τόξου. Όταν βλέπουμε το χρώμα ενός υλικού, βλέπουμε την αντανάκλαση αυτού του μήκους κύματος του φωτός. Για παράδειγμα, ένα μπλε υλικό αντανακλά το μπλε φως. Τα λευκά υλικά αντανακλούν μια μεγάλη ποσότητα ορατού φωτός. Τα μαύρα υλικά απορροφούν μεγάλη ποσότητα ορατού φωτός. Επομένως, τα πιο σκούρα υλικά θα απορροφήσουν περισσότερη ηλιακή ενέργεια από τα ελαφρύτερα υλικά.
Πού πηγαίνει η ενέργεια;
Όταν ένα υλικό απορροφά ηλιακή ενέργεια, η ενέργεια μεταφέρεται στα άτομα αυτού του υλικού. Τελικά, αυτό το υλικό απελευθερώνεται ως θερμότητα. Ανάλογα με τις ιδιότητες του υλικού, αυτή η διαδικασία μπορεί να συμβεί σε διαφορετικές ταχύτητες και εντάσεις. Για παράδειγμα, το σκυρόδεμα θα απελευθερώσει τη θερμότητα αργά, ενώ ένα κομμάτι μετάλλου μπορεί να εκπέμπει θερμότητα γρήγορα μετά την απορρόφησή του. Η διαφορά στην εκπομπή θερμότητας σχετίζεται με τη διαφορά στη θερμική αγωγιμότητα των υλικών. Το μέταλλο μεταφέρει θερμότητα πιο εύκολα από το σκυρόδεμα. Επομένως, η θερμότητα θα εξαπλωθεί μέσω του μετάλλου γρηγορότερα από ό, τι μέσω του σκυροδέματος.
Πώς μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε αυτήν τη γνώση;
Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τη γνώση των υλικών ιδιοτήτων προκειμένου να κατασκευάσουμε αποδοτικές συσκευές, κτίρια και άλλη τεχνολογία. Για παράδειγμα, οι ιδιότητες υλικών που σχετίζονται με την εκπομπή θερμότητας είναι εξαιρετικά χρήσιμες για την κατασκευή παθητικών ηλιακών κατασκευών. Σε ένα παθητικό ηλιακό κτίριο, είναι σημαντικό να χρησιμοποιήσετε υλικό που θα αποθηκεύει την ηλιακή ενέργεια της ημέρας και θα το εκπέμπει αργά τη νύχτα. Στο σχεδιασμό κτιρίων, αυτή η ιδιότητα ονομάζεται "θερμική μάζα" υλικού.
