Експерименти са зрачењем топлоте

Топлотна енергија се премешта из врућих предмета у хладне проводањем, конвекцијом и зрачењем. Од ове три, само зрачењу није потребан контакт; сунце загрева Земљу јер њено топлотно зрачење путује празним простором. Било који топли предмет, попут сунца, тостера или људског тела, одаје ову енергију, која се назива инфрацрвено зрачење или И.Р. Једноставни експерименти показују вам како то функционише.

Радиометар, доступан у научним радњама по цени од неколико долара, показује енергију својствену инфрацрвеном зрачењу. Има запечаћену стаклену коверту, попут прозирне сијалице, која садржи делимични вакуум. Унутар коверте, четири квадратне лопатице, са црном и белом страном, балансирају на игличастем лежају. Када осветлите радиометар, црна страна се загрева више него бела. Молекули ваздуха се одбијају са обе стране, али топлотна енергија са црне стране чини их јачима да гурају. Ово окреће лопатице у правцу беле стране. Ставите радиометар на јаку сунчеву светлост и погледајте колико се брзо окреће. Затим га одмакните од директне сунчеве светлости и посматрајте да се спорије креће.

Пронађите неколико предмета од тканине, попут кошуља или пешкира, разних боја. Поставите их на чврсту, равну површину под јаким сунчевим светлом. После 15 до 20 минута осетите сваки и забележите који је најтоплији. Будући да тамне боје одбијају најмање сунчеве светлости, оне упијају највише топлоте. Светле боје одражавају највише сунчеве светлости и зато остају хладније.

Окупите пет шољица кафе, идентичних осим боје. Пустите топлу воду из славине на минут или два, док не достигне максималну температуру. Напуните шоље врућом водом и преместите их у мрачну, хладну собу. У сваки ставите термометар и сачекајте 20 минута. Очитајте термометар у свакој шољи и упоредите температуре и боје. Најтамније боје треба да се читају најхладније јер, као што боље упијају топлотну енергију, оне такође зраче топлотну енергију ефикасније од светлих боја.

Набавите балон „соларне цеви“ и изнесите га напоље по мирном, сунчаном дану. Балон је дугачак неколико стопа и направљен је од тамне пластике. Надувајте га у сенци хладним ваздухом. На балон залепите нит за змајеве и однесите је на сунчано подручје. Држи се за жицу. На крају ће топлотно зрачење сунца проузроковати да се ваздух изнутра прошири, чинећи да се балон подиже са земље. Топлији ваздух изнутра има мању густину од спољашњег, па балон плута.