Kokeita lämpösäteilyllä

Lämpöenergia siirtyy kuumista kohteista kylmiin johtamalla, konvektiolla ja säteilyllä. Näistä kolmesta vain säteily ei vaadi kosketusta; aurinko lämmittää maata, koska sen lämpösäteily kulkee tyhjän tilan läpi. Mikä tahansa lämmin esine, kuten aurinko, leivänpaahdin tai ihmiskeho, antaa tämän energian, jota kutsutaan infrapunasäteilyksi tai I.R. Yksinkertaiset kokeet osoittavat, miten se toimii.

Radiomittari, joka on saatavana tiedekaupoista muutaman dollarin verran, osoittaa infrapunasäteilylle ominaisen energian. Siinä on suljettu lasikuori, kuten kirkas hehkulamppu, joka sisältää osittaisen tyhjiön. Kirjekuoren sisällä neulalaakerissa on tasapainossa neljä neliösiipiä, mustalla ja valkoisella puolella. Kun loistat valoa radiometrille, musta puoli lämpenee enemmän kuin valkoinen puoli. Ilmamolekyylit palautuvat molemmilta puolilta, mutta mustan puolen lämpöenergia saa ne työntymään voimakkaammin. Tämä pyörittää siipiä valkoisen puolen suuntaan. Aseta radiometri kirkkaaseen auringonvaloon ja katso kuinka nopeasti se pyörii. Siirrä se sitten pois suorasta auringonvalosta ja huomaa, että se liikkuu hitaammin.

Löydä useita eri värejä kankaasta, kuten paitoja tai pyyhkeitä. Aseta ne tukevalle, tasaiselle pinnalle kirkkaassa auringonvalossa. Tunne jokainen 15–20 minuutin kuluttua ja huomaa, mikä on lämpimin. Koska tummat värit heijastavat vähiten auringonvaloa, ne absorboivat eniten lämpöä. Vaaleat värit heijastavat eniten auringonvaloa ja pysyvät siksi viileämpinä.

Kerää viisi kahvikuppia, identtisiä väriä lukuun ottamatta. Käytä kuumaa vettä hanasta minuutin tai kahden ajan, kunnes se saavuttaa maksimilämpötilansa. Täytä kupit kuumalla vedellä ja siirrä ne pimeään, viileään huoneeseen. Aseta lämpömittari kumpaankin ja odota 20 minuuttia. Lue jokaisen kupin lämpömittari ja vertaa lämpötiloja ja värejä. Tummimpien värien tulisi olla tyylikkäimmät, koska samalla kun ne absorboivat paremmin lämpöenergiaa, ne myös säteilevät lämpöenergiaa tehokkaammin kuin vaaleat värit.

Hanki ”aurinkoputken” ilmapallo ja vie se ulkona rauhallisena, aurinkoisena päivänä. Ilmapallo on useita metrejä pitkä ja valmistettu tummasta muovista. Täytä se varjossa viileällä ilmalla. Kiinnitä leijanauha ilmapalloon ja vie se aurinkoiselle alueelle. Pidä narusta kiinni. Lopulta auringon lämpösäteily saa sisäilman laajenemaan, jolloin ilmapallo nousee maasta. Lämmin ilma on tiheämpää kuin ulkoilma, joten ilmapallo kelluu.