ऊष्मा विकिरण के साथ प्रयोग

ऊष्मा ऊर्जा चालन, संवहन और विकिरण द्वारा गर्म वस्तुओं से ठंडी वस्तुओं की ओर जाती है। इन तीनों में से केवल विकिरण को संपर्क की आवश्यकता नहीं होती है; सूर्य पृथ्वी को गर्म करता है क्योंकि इसका ताप विकिरण खाली स्थान से होकर गुजरता है। कोई भी गर्म वस्तु, जैसे सूर्य, टोस्टर या मानव शरीर, इस ऊर्जा को उत्सर्जित करता है, जिसे अवरक्त विकिरण या I.R कहा जाता है। सरल प्रयोग आपको दिखाते हैं कि यह कैसे काम करता है।

विज्ञान की दुकानों पर कुछ डॉलर में उपलब्ध एक रेडियोमीटर, अवरक्त विकिरण में निहित ऊर्जा को दर्शाता है। इसमें एक आंशिक निर्वात युक्त स्पष्ट प्रकाश बल्ब की तरह एक सीलबंद कांच का लिफाफा है। लिफाफे के अंदर, चार वर्गाकार फलक, एक काली ओर और एक सफेद पक्ष के साथ, एक सुई असर पर संतुलन। जब आप रेडियोमीटर पर प्रकाश चमकाते हैं, तो सफेद पक्ष की तुलना में काला पक्ष अधिक गर्म होता है। हवा के अणु दोनों तरफ उछलते हैं, लेकिन काली तरफ से निकलने वाली ऊष्मा ऊर्जा उन्हें जोर से धक्का देती है। यह वैन को सफेद पक्ष की दिशा में घुमाता है। रेडियोमीटर को तेज धूप में रखें और देखें कि यह कितनी तेजी से घूमता है। फिर इसे सीधे धूप से दूर ले जाएं और देखें कि यह अधिक धीरे-धीरे चलता है।

विभिन्न रंगों की शर्ट या तौलिये जैसी कई कपड़े की वस्तुएँ खोजें। उन्हें तेज धूप में एक मजबूत, समतल सतह पर बिछाएं। 15 से 20 मिनट के बाद, प्रत्येक को महसूस करें और ध्यान दें कि सबसे गर्म कौन सा है। क्योंकि गहरे रंग सबसे कम सूर्य के प्रकाश को परावर्तित करते हैं, वे सबसे अधिक गर्मी को अवशोषित करते हैं। हल्के रंग सबसे अधिक सूर्य के प्रकाश को दर्शाते हैं और इसलिए ठंडे रहते हैं।

रंग को छोड़कर, समान रूप से पांच कॉफी कप इकट्ठा करें। एक या दो मिनट के लिए एक नल से गर्म पानी चलाएं, जब तक कि यह अपने अधिकतम तापमान तक न पहुंच जाए। कपों को गर्म पानी से भरें और उन्हें एक अंधेरे, ठंडे कमरे में ले जाएं। प्रत्येक में एक थर्मामीटर रखें और 20 मिनट प्रतीक्षा करें। प्रत्येक कप में थर्मामीटर पढ़ें और तापमान और रंगों की तुलना करें। सबसे गहरे रंगों को सबसे अच्छे से पढ़ना चाहिए, क्योंकि जिस तरह वे ऊष्मा ऊर्जा को अवशोषित करने में बेहतर होते हैं, उसी तरह वे हल्के रंगों की तुलना में ऊष्मा ऊर्जा को अधिक कुशलता से विकीर्ण करते हैं।

एक "सौर ट्यूब" गुब्बारा प्राप्त करें और इसे शांत, धूप वाले दिन बाहर ले जाएं। गुब्बारा कई फीट लंबा है और गहरे रंग के प्लास्टिक से बना है। इसे ठंडी हवा से छाया में फुलाएं। गुब्बारे में पतंग की डोरी चिपका दें और उसे धूप वाली जगह पर ले जाएं। स्ट्रिंग पर पकड़ो। आखिरकार, सूर्य से निकलने वाली गर्मी विकिरण के कारण अंदर की हवा का विस्तार होगा, जिससे गुब्बारा जमीन से ऊपर उठेगा। अंदर की गर्म हवा में बाहरी हवा की तुलना में कम घनत्व होता है, इसलिए गुब्बारा तैरता है।