Energia cieplna przemieszcza się z gorących obiektów do zimnych poprzez przewodzenie, konwekcję i promieniowanie. Z tych trzech tylko promieniowanie nie wymaga kontaktu; Słońce ogrzewa Ziemię, ponieważ jego promieniowanie cieplne przemieszcza się przez pustą przestrzeń. Każdy ciepły obiekt, taki jak słońce, toster lub ludzkie ciało, oddaje tę energię, zwaną promieniowaniem podczerwonym lub I.R. Proste eksperymenty pokazują, jak to działa.
Radiometr
Radiometr, dostępny w sklepach naukowych za kilka dolarów, pokazuje energię tkwiącą w promieniowaniu podczerwonym. Ma zamkniętą szklaną kopertę, jak przezroczystą żarówkę, zawierającą częściową próżnię. Wewnątrz koperty cztery kwadratowe łopatki, z czarną i białą stroną, balansują na łożysku igłowym. Kiedy oświetlisz radiometr, czarna strona nagrzewa się bardziej niż biała. Cząsteczki powietrza odbijają się od obu stron, ale energia cieplna z czarnej strony sprawia, że pchają mocniej. To obraca łopatki w kierunku białej strony. Umieść radiometr w jasnym świetle słonecznym i zobacz, jak szybko się kręci. Następnie odsuń go od bezpośredniego światła słonecznego i obserwuj, że porusza się wolniej.
Kolorowa tkanina w słońcu
Znajdź kilka rzeczy, takich jak koszule lub ręczniki, w różnych kolorach. Połóż je na solidnej, równej powierzchni w jasnym świetle słonecznym. Po 15-20 minutach poczuj każdy i zwróć uwagę, który jest najcieplejszy. Ponieważ ciemne kolory odbijają najmniej światła słonecznego, pochłaniają najwięcej ciepła. Jasne kolory odbijają najwięcej światła słonecznego, dzięki czemu pozostają chłodniejsze.
Kolorowe kubki w ciemności
Zbierz pięć filiżanek kawy, identycznych z wyjątkiem koloru. Uruchom gorącą wodę z kranu na minutę lub dwie, aż osiągnie maksymalną temperaturę. Napełnij kubki gorącą wodą i przenieś je do ciemnego, chłodnego pomieszczenia. Umieść w każdym termometr i odczekaj 20 minut. Odczytaj termometr w każdej filiżance i porównaj temperatury i kolory. Najciemniejsze kolory powinny brzmieć jako najfajniejsze, ponieważ tak jak lepiej pochłaniają energię cieplną, emitują energię cieplną wydajniej niż kolory jasne.
Rura słoneczna
Zdobądź balon „rury słonecznej” i zabierz go na zewnątrz w spokojny, słoneczny dzień. Balon ma kilka stóp długości i jest wykonany z ciemnego plastiku. Napompuj go w cieniu chłodnym powietrzem. Przymocuj sznurek do latawca do balonu i przenieś go na słoneczne miejsce. Trzymaj się sznurka. W końcu promieniowanie cieplne ze słońca spowoduje rozszerzenie się powietrza wewnątrz, powodując, że balon uniesie się z ziemi. Ciepłe powietrze wewnątrz ma mniejszą gęstość niż powietrze na zewnątrz, więc balon unosi się.