Почему летом в изолированной машине (кондиционер выключен) жарче, чем на улице в солнечный день?
Нагрев автомобиля такой же, как нагрев Земли из-за парникового эффекта --- солнце светит через стекло, выделяя очень энергичные фотоны, равновесная температура которых составляет 5000 градусов, но внутренние поверхности переизлучают этот свет в виде фотонов, температура которых находится при внутренней температуре. Внутренняя часть оказывается при более высокой температуре, где исходящая тепловая мощность равна поступающей нетепловой солнечной энергии.
Воздух прозрачен для длин волн падающего света и не нагревается (сильно) солнечным светом; вместо этого сначала нагревается салон автомобиля. Однако стекло не так легко пропускает длины волн тепла, излучаемого изнутри. Поглощенное тепло увеличивает температуру автомобиля до тех пор, пока его тепловые потери в окружающую среду не сравняются с теплом, выделяемым в автомобиле.
Несколько эффектов повышают внутреннюю температуру выше температуры окружающего воздуха. Наиболее обсуждаемым выше является то, что в той мере, в какой стекло непрозрачно (или частично непрозрачно) для теплового инфракрасного излучения, вы получаете парниковый эффект. Но у вас также есть тот факт, что поверхности подвергаются воздействию прямых солнечных лучей (если только они не обладают высокой отражающей способностью), и намного горячее, чем температура окружающей среды на открытом воздухе. Температура поверхности примерно находится в тепловом равновесии со средним количеством коротковолновой (солнечной) радиации, усредненной в течение нескольких дней, поэтому воздух эффективно помнит охлаждение предыдущих ночей. Воздух, попавший внутрь автомобиля, имеет плохую тепловую связь (высокий тепловой импеданс) с воздухом, и поэтому должен стать значительно горячее, чем наружный воздух, чтобы отдавать достаточно тепла окружающей среде, чтобы сбалансировать тепловой баланс.
Но, заметьте, то, что согласуется с первым пунктом о том, что температура радиационного равновесия в дневное время намного выше температуры окружающего воздуха, также применимо, даже если в автомобиле не было прозрачных окон. Рассмотрим транспортный контейнер с металлической коробкой, стоящий на солнце. Поверхность станет на десятки градусов по Цельсию горячее, чем температура воздуха, прежде чем произойдет излучение, а потери на проводимость станут достаточно большими, чтобы сбалансировать тепловой баланс поверхности. Транспортный контейнер также будет очень горячим, даже без окон. И крыша вашего автомобиля действует таким же образом.
Вот мое предположение о некоторых важных факторах:
Парниковый эффект : это приводит к тому, что энергия «запирается» (в некотором смысле) в вашем автомобиле.
Отсутствие потока воздуха в вашем автомобиле сделает рассеивание тепла намного менее эффективным.
Относительно более низкая удельная теплоемкость вещей в вашем автомобиле, например, сидений, по сравнению с воздухом будет нагреваться быстрее.
Пожалуйста, прокомментируйте, если есть более важные моменты. Так же поправки приветствуются! :)
По сути, свет от солнца (черного тела с температурой 5500 градусов) имеет большую часть своей мощности в видимом спектре. Очень мало в длинноволновом инфракрасном диапазоне по сравнению с видимым. Стекла в автомобилях вообще не пропускают длинноволновый инфракрасный свет, поэтому они пропускают видимый свет. Эта видимая энергия либо отражается, рассеивается, либо поглощается салоном автомобиля. Поглощенная видимая энергия повторно излучается в виде длинноволнового инфракрасного излучения (тепло), но это тепло не может выйти через окна, потому что на этой длине волны стекло непрозрачно. Итак, в результате инфракрасной энергии некуда деваться. Он застревает внутри автомобиля и продолжает накапливаться, нагревая его все больше и больше, пока, наконец, не будет достигнуто какое-то равновесие (другими словами, автомобиль не нагреется до 2000 градусов. Существует предел тому, насколько он горячий). получите). Так что' Вот почему салон автомобиля нагревается. Окна не пропускают длинноволновое инфракрасное излучение. Материал, которым является боросиликатное стекло, просто поглощает эту часть спектра.
Винит Менон