03.03 Μετάδοση της θερμότητας με ακτινοβολία

Αν βάλουμε το χέρι μας κάτω από το φωτιστικό του γραφείου μας ή – γενικά – κάτω από μια λάμπα θα αισθανθούμε ότι ζεσταίνεται.

Αυτό δεν μπορεί να είναι μετάδοση της θερμότητας με αγωγή, γιατί το χέρι μας δεν ακουμπάει στο φωτιστικό ή στη λάμπα και ο αέρας που παρεμβάλλεται είναι μονωτής.

Επίσης, δεν μπορεί να είναι μετάδοση της θερμότητας με ρεύματα, γιατί όπως είδαμε όταν θερμαίνεται ο αέρας κινείται προς τα επάνω κι όχι προς τα κάτω που είναι το χέρι μας.

Με τον ίδιο τρόπο θερμαίνεται η Γη από τον Ήλιο. Ανάμεσα στη Γη και στον Ήλιο παρεμβάλλεται κενό, άρα ούτε με αγωγή μεταφέρεται η θερμότητα ούτε με ρεύματα (αφού στο κενό δεν υπάρχει τίποτε).

Στην περίπτωση αυτή έχουμε μετάδοση της θερμότητας με ακτινοβολία.

ΠΕΙΡΑΜΑ

Βάζω κάτω από μια λάμπα ένα μαύρο χαρτί και κάτω από μια άλλη ένα λευκό χαρτί. Μετά από κάποιο χρόνο (π.χ. μετά από πέντε λεπτά) ακουμπάω τα δυο χαρτιά και παρατηρώ ότι το μαύρο είναι πιο θερμό από το λευκό.

Από αυτό το πείραμα φαίνεται ότι η ποσότητα θερμότητας που απορροφά ένα σώμα εξαρτάται και από το χρώμα του. (Τα πιο σκούρα χρώματα απορροφούν περισσότερη θερμότητα).

Η μετάδοση της θερμότητας με ακτινοβολία εφαρμόζεται στην καλλιέργεια φυτών σε θερμοκήπια. Τα θερμοκήπια καλύπτονται είτε με γυαλί είτε με χοντρό διαφανές πλαστικό. Η ηλιακή ακτινοβολία παγιδεύεται μέσα τους, έτσι ώστε η θερμοκρασία στο θερμοκήπιο να είναι πιο ψηλή από τη θερμοκρασία έξω από αυτό. Μ’ αυτό τον τρόπο μπορούν να καλλιεργηθούν φυτά εκτός εποχής, αρκεί η περιοχή να έχει ηλιοφάνεια.

Το ίδιο συμβαίνει και στην ατμόσφαιρα, στην οποία οι ρύποι από τα καυσαέρια (των εργοστασίων, των αυτοκινήτων κ.λπ.) να δημιουργούν ένα νέφος που στέκεται εμπόδιο στη θερμότητα που ανακλάται από τη Γη, με αποτέλεσμα να παγιδεύεται ανάμεσα στη Γη και το νέφος και η θερμοκρασία του πλανήτη μας να αυξάνεται. Το φαινόμενο αυτό λέγεται φαινόμενο του θερμοκηπίου.

Η επιφάνεια της Γης απορροφά την ηλιακή ακτινοβολία και εκπέμπει ένα μέρος της ξανά στο διάστημα. Αν η Γη δεν είχε ατμόσφαιρα, η ακτινοβολία του εδάφους δεν θα παγιδευόταν και θα διέφευγε στο διάστημα. Τότε η μέση θερμοκρασία του πλανήτη μας θα ήταν περίπου -22 °C.