Rieth József: Anyagvilág - Háttérismeret

Hősugárzás

Tartalomjegyzékhez < Világképem <  Sugárzás-időszak     

A hő terjedésének azon módja, midőn az nem részecskéről részecskére halad a testekben, hanem a fény módjára rendkívüli gyorsasággal hatol keresztül a közegeken (p. levegőn, vízen stb.). A Nap melege is sugárzás útján jut a Földre, anélkül, hogy a levegőt észrevehetőleg melegítené. A hősugarak melegítő hatása csak akkor kezdődik, ha azok valamely testre esnek, mely azokat elnyelni képes. Hogy ez igy van, arról meggyőződhetünk, ha fűtött kályha felé fordulunk. Arcunk hőt érez, de ezen hőérzet rögtön megszűnik, mihelyt a kályha elé ellenzőt teszünk. A kályha melege ugyan ezentúl is fölmelegíti a szoba levegőjét, de e fölmelegítés már csak a meleg levegő áramlása által történik. A kályhától közvetlen sugárzás által keltett hőérzet egészen más. A sugárzó hő egyenes irányban halad a levegőn keresztül, épp úgy, mint a fény az átlátszó testeken. A meleg testből kiáramló hősugarak lehetnek világítók és sötétek. A fűtött, de nem izzó kályha, melegített fémgolyó, forró vízzel telt edény stb. sötét hősugarakat bocsátanak ki; a nap s a lánggal égő testek világítókat. E kétféle sugarakkal szemben a testek nem viselkednek egyformán. Így pl. az ablak üvege átbocsátja a nap világító és melegítő sugarait, de a kályha sötét hősugarait visszatartja. A kősólemez ellenben az utóbbiakat is átbocsátja. A hősugarakat tükrök is visszaverik, prizmák, lencsék megtörik, mint a fénysugarakat.

A testek hősugárzási v. hőkibocsátó képessége (emissio) nagyon különböző és lényegesen függ a felület állapotától. Ha sárgarézből való üres kockát forró vizzel töltünk meg (Leslie-féle kocka) s az oldalfölületek egyikét korommal, másikát ólomfehérrel, harmadikát tussal vonjuk be, mig egy fényesre csiszolt fémfelület marad, akkor a multiplikátor tűje különböző kitéréseket mutat aszerint, melyik felület van a termo-oszloppal szemben. Ha a korommal bevont felület emisszió-képességét 100-zal jelöljük, az ólomfehéré 100, a tusé 85, a sima felületé 12. Melloni általában azt találta, hogy valamely fémlap annál több hőt sugároz ki, mennél kevésbé sűrű a felülete. Öntött fémlap jobb hőkibocsátó, mint hengrelt, kovácsolt vagy csiszolt lap. Ha ilyen csiszolt lapot karcolnak, hőkibocsátó képessége emelkedik, mert kisebb sűrűségű részek kerülnek felszinre. Egyéb testekre is áll, hogy a kisebb sűrűségűek jobb hőkibocsátók, mint a sűrűbbek. A hőátbocsátási és elnyelési képesség különböző testeknél szintén nagyon különböző. L. Adiatermán és Diatermán.

A hősugárzás során az anyagok közötti hőátvitel sugárzás útján valósul meg. Pld. A magasabb hőmérsékletű test, a nap sugároz, a napkollektor pedig elnyeli ezt a sugárzást, ezzel hőenergiát nyer.

Az egyes anyagok a sugárzást különböző mértékben: elnyelik, visszaverik vagy átengedik Ha a beérkező sugárzást 100%.-nak vesszük, akkor az elnyelődés, visszaverődés és áteresztés összege is 100 %.

Az elnyelést abszorpciónak is nevezzük. Az abszorpciós tényező megmutatja, hogy a sugárzás hány százalékát nyeli el a felület. 100% = totális elnyelés, 0% = nincs elnyelés.

Ha egy anyag pld a sugárzás 0 %.-t ereszti át, 60 %.-t elnyeli és 40 %.-t visszaveri, akkor felmerülhet a kérdés, hogy mi lesz a 60 % elnyelt sugárzással. Az elnyelt sugárzás hatására a test hőmérséklete növekszik. Minden test sugároz, minél magasabb a test hőmérséklete, annál több energiát sugároz ki.

Az emissziós tényező egy felületből kibocsátott sugárzás mérőszáma. Az emisszió azt jelenti, hogy a napsugárzás hatására egy bizonyos hőmérsékletre felmelegedett a hőelnyelő felület. A környezet és a hőelnyelő felület között hőmérsékletkülönbség van. A hőelnyelő felület hőt sugároz ki a nála alacsonyabb hőmérsékletű környezetnek.

Pld. A külső hőmérséklet 0 C°, a hőelnyelő (abszorber) 1m² felületének emissziós tényezője 100 %. Az abszorber hőmérsékletének függvényében megközelítőleg ilyen kisugárzási értékek vannak:

(ha nincs hővezetés és hőáram)

Néhány anyag abszorpciós és emissziós tényezője:

Értelmezzük a táblázatot, hiszen nem mindegy, hogy az adott anyag milyen minőségben (sugárzó vagy elnyelő) van jelen. Első esetben a nap sugároz, és az anyag elnyel, tehát a táblázatban az elnyelőképesség adja meg, hogy a beérkező napsugárzás mekkora részét nyeli el az adott felület. A beérkező napsugárzás hullámhossza rövid, mivel a nap felületi hőmérséklete több ezer fok.

A második esetben a felület már elnyelte a napsugárzást és magasabb lett a hőmérséklete, ekkor a felület sugároz. A táblázatban a sugárzóképesség megadja, hogy az anyag kb. 0-200 C° közötti hőmérsékleten, felületén mennyi (előzőleg a napsugárzásból elnyelt) energiát sugároz ki. Ebben az esetben kibocsátott sugárzás hullámhossza nagyobb.

Tartalomjegyzékhez < Világképem <  Sugárzás-időszak     

--------------

http://www.kislexikon.hu/hosugarzas.html

http://airsolar.ingyenweb.hu/keret.cgi?/hosugarzas.html