Jos musta kappale sijoitetaan kirkkaan kupolin alle hyvän lämpöeristeen päälle ja kupolista poistetaan ilma?
Mustan kappaleen "näkyvissä" on vain pilvetön taivas.
Eikös tuo musta kappale silloin säteile lämpöä avaruuteen eikä saa sitä juuri takaisin eli nettosäteily on kovasti miinuksella ja lämpötila lähtee putoamaan?
Mustan kappaleen "näkyvissä" on vain pilvetön taivas.
Eikös tuo musta kappale silloin säteile lämpöä avaruuteen eikä saa sitä juuri takaisin eli nettosäteily on kovasti miinuksella ja lämpötila lähtee putoamaan?
Vastaukset 10
Vanhimmat
Olettaisin lämpötilan asettuvan ympäristön tasalle.
Säteily on osa konduktiota, joka tasaa lämpötilaeroja (entropia), musta kappale myös absorboi kaikkia taajuuksia.
Jos tyhjiöeristetty musta kappale näkee vain pilvetöntä taivasta kaukana Auringon suunnasta ja kaukana horisontista niin sen lämpötila asettuisi reilusti miinuksen puolelle. Infrapunalänpömittarikin kertoo, että kirkkaan taivaan säteilylämpötila on jossakin -30 asteen alapuolella.
Käytännössä (styrox - laatikko, ei tyhjiötä, alumiinifoliota heijastimena, tuorekelmu eli ohut pe-kalvo estämässä ilmavirtaa) kappale mittausten perusteella jäähtyy useita asteita alle ympäristön lämpötilan. Tämä aikanaan kokeiltiin ihan mittaamalla esimerkiksi Tiede.fi - keskustelupalstalla.
Niin ja tämä mittaus siis tehtiin kesällä päiväsaikaan Auringon paistaessa. Laatikko ja sen heijastimet oli asetettu varjoon siten, että suora auringonpaiste ei siihen osunut.
Kirkkaana kuivan korkeapaineen aikana kesäyöllä päästäisiin todennäköisesti reilusti miinukselle. Tämä sama ilmiö tuottaa jäätä avoimelle alueelle parkkeeratun auton tuulilasiin tilanteessa, jossa ympäröivän ilman lämpötila kuitenkin koko ajan pysyy nollan yläpuolella.
Niin, se lämpömittari zoomaa tietylle etäisyydelle ja mittaa kyseisen kohteen säteilyä, lämmön siirtyminen säteilyn avulla tapahtuu lähimpien vuorovaikutuksessa olevien molekyylien välillä.
Alumiinifolio heijastaa tiettyjä aallonpituuksia ja sopivasti vain joitain
taajuuksia absorboiva kappale saattaa hieman viilentyä, musta kappale ei.
Joo, hyvä esimerkki on ilma, sen kaasut happi ja typpi absorboivat vain UV ja näkyvän valon aallonpituuksia, ja kun nämä esterään jollain tavoin, ilma ainoastaan säteilee lämpösäteilyään, ja viilenee, koska ei absorboi muita aallonpituuksia.
Tämä siitä "kauas näkemisestä", jonka toteamiseen ei tarvita kai mitään kokeita.
Mustaksi maalatusta kappaleesta oli kyse ja mittausten perusteella se viileni ihan selvästi.
Pitkäaaltoisen lämpösäteilyn kannalta maalit ja rasvat näyttävät mustalta pinnalta. Vanha kikka elektroniikkaa testattaessa on ruiskuttaa testattavan kortin pintaan rasvaa. Näin koko pinnalla on sama emissiviteetti ja lämpökamera näyttää lämpötilaerot oikein.
Infrapunaan perustuvalla lämpömittauksella näkee helposti esimerkiksi Kuun pinnan lämpösäteilyn. Itsekin olen tätä testannut FLIR lämpökameralla.
Sitten jos saa vielä ajastetusti jonkun varjon menemään kuplan päälle ennen auringonnousua niin kaljatölkki on kivasti jäähtynyt yön aikana. :D
Haku sanoilla DIY radiative cooling tuotti tälläisen osuman:
https://spie.org/news/diy-radiative-cooler-developed-to-serve-as-a-research-standard#_=_
Useiden asteiden jäähtymisestä tuossa kyse.
Paraikaa on kehitteillä maaleja, jotka heijastavat auringon näkyvää valoa (emissiviteetti hyvin pieni) mutta lähettävät sujuvasti pitkäaaltoista lämpösäteilyä, jolle emissiviteetti on lähellä ykköstä. Näille löytyy runsaasti käyttöä maissa, joissa kesällä tarvitaan ilmastointia rakennusten jäähdytykseen.
Tuossahan olisi uusi käyttösovellus foliopipolle. Pipon folio heijastaa auringon lämmön takaisin, mutta teippipinta säteilee ylilämmön päästä kuitenkin pois.
Olihan se kokeilu Peltier-kennollakin, jossa saatiin led palamaan peltierin sähköllä. Peltier oli styroksikupissa joka oli peitetty nuovikalvolla, ja suunnattu pilvettömälle yötaivaalle. Peltierin toinen puoli oli alaspäin ympäristön lämpötilassa.