Почему металл одновременно отражает свет и нагревается?

Рассмотрим блестящий металлический блок и тусклый бетонный блок, оба под прямыми солнечными лучами. Металл будет отражать больше солнечного света, чем бетон, благодаря своей отражающей поверхности. Однако при прикосновении к двум блокам металл будет горячее. Как получается, что металл поглощает больше солнечной энергии, даже если больше отражает обратно?

Металл не является абсолютно черным телом. Следовательно, он не отражает каждый отдельный фотон, попадающий в него. Он поглощает некоторое количество (проверьте Фотоэлектрический эффект)
«Чувство» горячее означает, что металл имеет более высокую теплопроводность. В равновесии с солнечным светом оба тела будут иметь одинаковую температуру.
Поглощение больше, чем излучение в неравновесном свойстве. Но, как сказал Джон Кастер, в равновесии температуры равны. Опять же, касаясь, это проблема неравновесного переноса, но на этот раз теплового типа, а не опосредованного излучением.
Надо понимать, что температура «не заботится» о механизме переноса. Пока существуют какие-либо транспортные средства, температура будет уравновешиваться. Нагрев отражающей поверхности может занять больше времени (опять же неравновесное свойство), но в итоге она приобретет ту же температуру, что и в равновесии.

Ответы (1)

Ощущение зависит от трех факторов:

  • Очевидно, температура
  • удельная теплоемкость
  • теплопроводность

Происходит следующее: как только ваш палец оказывается на материале, происходит теплообмен. Молекулы на поверхности вашего пальца нагреваются, молекулы на поверхности материала остывают до тех пор, пока оба материала не станут одинаковой температуры.

Теперь камень имеет меньшую удельную теплоемкость, фактически в шесть раз меньше, чем вода (основной материал, из которого состоит ваш палец). Площадь контакта пальца и материала, очевидно, одинакова. Но это означает, что на каждый градус нагревания молекул вашего пальца камень должен терять шесть градусов, поэтому, даже если мы начнем с той же температуры, вода всегда будет казаться горячее. Это также объясняет, почему ожоги водой так опасны: вода может передавать гораздо больше тепла вашему телу, пока температура не опустится до безопасного уровня.

Во-вторых, теплопроводность. Я действительно могу коснуться горячей поверхности изразцовой печи, не обжегшись. Почему ? Дело в том, что тепло постоянно восполняется или рассеивается от окружающих молекул контактной поверхности, но скорость зависит от проводимости. Прикосновение к плитке с температурой 200°C охладит ее с моего пальца с 37°C до примерно 70°C (помните фактор 1:6), но у камня ужасная проводимость, поэтому тепло молекул камня не восполняется, а тепло моего пальца рассеивается. . Не так быстро, но все же больше, чем у камня, поэтому результирующая температура будет около 50-55°С. (На самом деле те пуристы, которые используют охлажденные «камни для виски», потому что не хотят разбавлять воду льдом, заблуждаются: кубики не работают). С другой стороны, металлы обладают очень хорошей проводимостью, поэтому энергия легко пополняется. поэтому я могу коснутьсяочень, очень тонкая металлическая пластина, но прикосновение к пластине толщиной 200°C с той же температурой, что и каменная плитка, приведет к сильным ожогам. Таким образом, металл кажется горячее ( и холоднее), чем другие материалы.

Последнее, что важно, это температура. Чем больше температура, тем горячее, но равновесная температура материалов на солнце при тех же условиях зависит от их цвета: у черных материалов температура поверхности выше, чем у светлых материалов. Неполированный металл должен иметь более высокую отражательную способность, чем бетон, и должен быть холоднее, но два других фактора являются доминирующими.

Почему металл одновременно отражает свет и нагревается?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 2v