Isının Işıma Yolu İle Yayılması, Yayılmasına Örnekler
Konusu 'Fizik' forumundadır ve RüzGaR tarafından 6 Ocak 2013 başlatılmıştır.
Isı Enerjisinin Işıma (Radyasyon) Yoluyla Yayılması (Tanecik Olmadan Isının Yayılması)
Isı kaynağından çıkan ısı enerjisi etrafa enerji dalgaları şeklinde yayılır. Isı, ışık gibi davranır yani boşlukta veya saydam ortamlarda da yayılır. Isının iletim ve konveksiyon yoluyla yayılması için bir maddeye ihtiyaç olduğu halde ışıma yoluyla yayılması için bir maddeye ihtiyaç yoktur. Bütün maddeler ışıma yoluyla etrafına az ya da fazla ısı yayarlar ve ışıma her yönde olur.
Koyu renkli yüzeyler, açık renkli yüzeylere göre hem daha fazla ışıma yaparlar hem de daha fazla ısı soğururlar.
Mat yüzeyler, parlak yüzeylere göre hem daha fazla ışıma yaparlar hem de daha fazla ısı soğururlar.
SORU : 1- Soğuk günlerde evin içinin sıcak, camın soğuk olmasının nedeni nedir?
Dünya, Güneş ışınları sayesinde ısınır. Güneş’ ten yayılan ışınlar uzay boşluğunda yayılarak (hareket ederek) ışıma yoluyla Dünya’ ya gelirler. Uzay boşluğunda tanecik bulunmadığı için Güneş ışınları Dünya’ ya çok kısa sürede gelir.
Dünya, gündüz Güneş’ ten ışıma yoluyla gelen ışınlar sayesinde ısınır. Fakat geceleri, Güneş’ ten ışıma yoluyla ısı alamaz. Gündüz, Güneş’ ten ışıma yoluyla gelen ışınlar sayesinde ısınan Dünya, etrafına göre daha sıcak olduğu için gece etrafına ışıma yoluyla ısı yayar. Bu nedenle Dünya, gece ısı yaydığı için ısı kaybeder ve geceleri Dünya yüzeyi (taş, toprak, deniz, göl, kaya) daha soğuk olur.
Dünya’nın etrafını saran ve Dünya ile birlikte dönen hava tabakasına atmosfer denir. Güneş’ ten Dünya’ ya gelen ışınların bir kısmı atmosfere çarparak uzaya geri dönerken büyük bir kısmı da atmosferden geçerek yeryüzüne ulaşır. Atmosfer bu nedenle yeryüzünün fazla ısınmasını engeller. Ayrıca atmosferi oluşturan gazlar, yeryüzüne gelen ışınların bir kısmının uzaya yayılmasını engeller (engelleyen perde oluşturur).
Atmosfer, Güneş ışınlarının bir kısmının yeryüzüne ulaşmasına ve yeryüzüne ulaşan ışınların bir kısmının yeryüzüne çarparak uzaya geri dönmesine izin verirken yeryüzüne ulaşan ışınların bir kısmının da uzaya yayılmasını engeller ve bu ışınların yeryüzünde kalmasını sağlar. Atmosferin yeryüzüne çarpan ışınların tamamının uzaya yayılmasını engellemesine sera etkisi denir. Böylece Dünya, atmosfer sayesinde canlıların yaşamasına elverişli sıcaklığa sahip olur.
Atmosferi oluşturan bazı gazlar Güneş ışınlarının bir kısmının yeryüzünde kalmasını sağlar. Fakat atmosferdeki karbondioksit ve karbon monoksit gibi bazı gazların miktarının artması nedeniyle uzaya yayılması gereken ışınlar yayılamazlar ve Dünya normalden fazla ısınır yani sera etkisi artar. Bu olaya küresel ısınma denir. Küresel ısınmaya neden olan karbondioksit gazı, sanayileşmenin artması, araçlardan çıkan egzoz gazları, yeşil bitkilerin azalması ve petrol, kömür ve doğal gaz gibi fosil yakıtların çok kullanılması sonucu artar.
2- Bulutsuz gecelerin, bulutlu gecelere göre daha soğuk olmasının nedeni sera etkisinin azalmasıdır.
• Gölgelerde, Güneş ışınlarının %60’ ı engellenebilir.
Dünya’ da geceleri gündüzlerden daha soğuk olmasına rağmen gece ve gündüz arasındaki sıcaklık farkı en fazla 10 – 15 0C olur. Gece ve gündüz arasında sıcaklık farkının fazla olmamasının nedeni, gece Dünya tarafından ışıma sonucu etrafa yayılan ısı enerjisinin atmosfer tarafından uzaya yayılmasının engellenmesidir. Atmosfer olmamış olsaydı gece ve gündüz arasındaki sıcaklık farkı daha fazla olurdu.
Bazı gezegenlerde ve uydularda atmosfer olmadığı için gece ve gündüz arasındaki sıcaklık farkı fazla olur. Dünya’nın uydusu olan Ay’da da atmosfer olmadığı için gece ve gündüz arasında sıcaklık farkı fazla olur (gündüzleri 120 0C, geceleri –155 0C). Bu nedenle atmosferi olmayan gezegenlerde ve uydularda gece ve gündüz arasındaki sıcaklık farkı fazla olduğu için canlıların yaşaması mümkün olmaz. Atmosfer sayesinde yeryüzü sıcaklığı yaşanabilir derecede olur.
Maddelerin, üzerine düşen ışınları tutmasına soğurma (ışın yutma = ışın emme = ışın tutma) denir. Farklı renkteki yüzeyler üzerine düşen ışınları farklı miktarlarda tutarlar.
Parlak ve yansıtıcı yüzeyler, üzerine düşen ışınları yansıttığı için ısınmazlar. Bu nedenle parlak ve yansıtıcı yüzeyler, ısı yalıtımı gerektiren yüzeylerin kaplanmasında kullanılır.
NOT : 1- Kışları koyu renkli kıyafetler giyilmesinin nedeni, ışınları daha fazla soğurabilmesi
Yazları açık renkli kıyafetler giyilmesinin nedeni, ışınları daha az soğurması, büyük bir kısmını yansıtmasıdır.
2- Termosun içinin parlak olmasının nedeni, içindeki maddenin ısısını emmeyip geri yansıtmasıdır. Böylece içindeki sıcak maddenin soğuması önlenmiş olur.
Termosun dışının parlak olmasının nedeni, dışarıdan gelen ısıyı emmeyip geri yansıtmasıdır. Böylece içindeki soğuk maddenin ısınması önlenmiş olur.
3- Güneş enerjisinin siyah renge boyalı paneli, ışıma yoluyla gelen Güneş ışınlarını daha fazla soğurarak siyah renge boyalı panelin içindeki borularda bulunan suyun ısınmasını sağlar.
RüzGaR, 6 Ocak 2013