Содержание
Тепловая энергия перемещается от горячих предметов к холодным благодаря проводимости, конвекции и излучению. Из этих трех только радиация не требует контакта; Солнце согревает Землю, потому что его тепловое излучение проходит через пустое пространство. Любой теплый объект, такой как солнце, тостер или человеческое тело, испускает эту энергию, называемую инфракрасным излучением, или И.Р. Простые эксперименты показывают, как это работает.
Радиометр
Радиометр, доступный в научных магазинах за несколько долларов, показывает энергию, присущую инфракрасному излучению. У этого есть запечатанная стеклянная оболочка, как прозрачная лампочка, содержащая частичный вакуум. Внутри конверта четыре квадратных лопасти, с черной и белой стороной, баланс на игольчатом подшипнике. Когда вы светите на радиометр, черная сторона нагревается больше, чем белая. Молекулы воздуха отскакивают от обеих сторон, но тепловая энергия от черной стороны заставляет их толкать сильнее. Это раскручивает лопасти в направлении белой стороны. Поместите радиометр на яркий солнечный свет и посмотрите, как быстро он вращается. Затем отодвиньте его от прямых солнечных лучей и наблюдайте, что он движется медленнее.
Цветная ткань в солнечном свете
Найдите несколько предметов одежды, таких как рубашки или полотенца, разных цветов. Положите их на крепкую, ровную поверхность при ярком солнечном свете. Через 15-20 минут почувствуйте каждую и отметьте, какая из них самая теплая. Поскольку темные цвета отражают меньше всего солнечного света, они поглощают больше тепла. Светлые цвета отражают большую часть солнечного света и поэтому остаются прохладнее.
Цветные чашки в темноте
Соберите пять кофейных чашек, одинаковых за исключением цвета. Запускайте горячую воду из крана в течение минуты или двух, пока она не достигнет максимальной температуры. Наполните чашки горячей водой и перенесите их в темную прохладную комнату. Поместите термометр в каждый и подождите 20 минут. Прочитайте термометр в каждой чашке и сравните температуру и цвет. Самые темные цвета должны быть самыми холодными, потому что они лучше поглощают тепловую энергию, но и излучают тепловую энергию более эффективно, чем светлые.
Солнечная труба
Возьмите шарик с «солнечной трубкой» и выньте его на улицу в спокойный солнечный день. Шар длиной в несколько футов сделан из темного пластика. Раздуйте его в тени прохладным воздухом. Прикрепите воздушный змей к воздушному шару и перенесите его в солнечный район. Держись за строку. В конце концов, тепловое излучение солнца вызовет расширение воздуха внутри, заставляя шар подниматься над землей. Более теплый воздух внутри имеет меньшую плотность, чем наружный воздух, поэтому воздушный шар плавает.