Tiedätkö, miten säteily vaikuttaa?

Sekalaiset aiheet.

Valvoja: Hallitus

unbiased
Viestit: 1269
Liittynyt: 13.01.2015, 09:31:57

Tiedätkö, miten säteily vaikuttaa?

Viesti Kirjoittaja unbiased » 25.10.2016, 12:36:12

Kysymys oli muuallakin eikä vastauksia näy, uudistetaan.
Pientä käytännön pohdittavaa
1. Kumpi lämpenee selvästi kuumemmaksi auringon (nuotion) säteilyssä. Kiilloitettu ruostumaton terälevy vai musta rautalevy?
2. Kumpi jäähtyy nopeammin, kun auringon säteilyn eteen pannaan varjostin?
2. Voiko levyjen lämpötiloja mitata IR-säteilymittarilla?

Ainoa keino hankkia havaintoja nykyilmoilla, on tehdä tuli ja kokeilla. Kasvihuoneilmiön miettiminen vaatii käsityskykyä säteilytapahtumista.

unbiased
Viestit: 1269
Liittynyt: 13.01.2015, 09:31:57

Re: Tiedätkö, miten säteily vaikuttaa?

Viesti Kirjoittaja unbiased » 26.10.2016, 09:32:28

Moni on jo viestin lukenut, muttei rohjennut arvailla. Jos ei ole käytännössä käsitellyt metalleja (hitsari tietäisi heti vastaukset) tai ei ole muita vastaavia havaintoja, voi etsiä käytännön apua löytyy näiltä sivuilta
http://www.engineeringtoolbox.com/emiss ... d_447.html
http://www.engineeringtoolbox.com/radia ... _1805.html
http://www.engineeringtoolbox.com/radia ... d_431.html

unbiased
Viestit: 1269
Liittynyt: 13.01.2015, 09:31:57

Re: Tiedätkö, miten säteily vaikuttaa?

Viesti Kirjoittaja unbiased » 26.10.2016, 19:38:19

EngineerinToolbox sivuilta löytyy emissiivisyys (kyky säteillä lämpöä) metallilevyille 0,075 ja noin 0,9. Levyjen absorptiivisyyttä (kyky vastaanottaa lämpöä kohdistuvasta säteilystä) voi miettiä myös linkin avulla. Ehkä se on levyille 0,075 ja 0.9 auringon säteilylle. Aurinko on likimain musta kappale, vaikka säteily tuleekin ilmakehän läpi.
Tässä riittää likimääräisetkin arvot. Lisäksi pitää tietää, kun levyt ovat termisessä tasapainossa, niiden säteilystä absoboima lämpömäärä on yhtä suuri kuin säteilemällä menettämä lämpömäärä.
Kyllä nyt pitäisi keksiä vastauksia, vaikka ei koskaan olisi joutunut käsittelemään metallin palasia.

unbiased
Viestit: 1269
Liittynyt: 13.01.2015, 09:31:57

Re: Tiedätkö, miten säteily vaikuttaa?

Viesti Kirjoittaja unbiased » 29.10.2016, 10:34:54

1. Kumpi lämpenee selvästi kuumemmaksi auringon (nuotion) säteilyssä. Kiilloitettu ruostumaton terälevy vai musta rautalevy?
2. Kumpi jäähtyy nopeammin, kun auringon säteilyn eteen pannaan varjostin?
2. Voiko levyjen lämpötiloja mitata IR-säteilymittarilla?

1. Ruostumattoman emissiivisyys on 0.075 ja raudan 0.9. Levyjen auringon säteilyn absorptiivisuus ja emissiivisyys ovat likipitäen samansuuruisia ja, koska molempia ilma jäähdyttä samalla tavalla, molemmat lämpenevät samaan lämpötilaan ruostumaton levy vain huomattavasti hitaammin.
2. Kun auringon säteily loppuu rautalevy säteilee yli kymmenkertaisesti enemmän, joten se jäähtyy vähän nopeammin. Ilman jäähdyttävä vaikutus on kuitenkin säteilyä paljon merkittävämpi.
3. Rautalevyn lämpötilan voi mitata aika tarkkaan, mutta ruostumattomalle mittari näyttää liian pientä lukemaa. IR-säteilymittarit on kalibroitu näyttämään lämpötilaa kappaleista, joiden emissiivisyys on 0.95.

Asunnossani olen mitannut kaksinkertaisten ikkunoiden ja kolminkertaisten pintalämpötilaa. (Lasin emissiivisyy 0,94, joten tulokset ovat hyviä.) Lämpötilaero lasien välillä oli 1-2 astetta. Kolminkertaisista laseista on siten hyötyä pääasiassa likkunoiden valmistajille. Olenkin kuullut, kun joku on asennuttanut taloonsa vanhojen kaksinkertaisten tilalle alumiinikehysteiset kolmikerroslasit ja energian kulutus on selvästi lisääntynyt. Selitys on siinä, että alumiinipokat johtavat paremmin lämpöä kuin entiset puupokat. Vaihtoon ei kannata hiilijalanjälkeä pienentääkseen ryhtyä, mutta säästösyistä pokien tiiviys kannattaa tarkistaa, koska harakoille menevää energiaa verotetaan rankasti ilmastopoliittisita syistä. Pinnoitteilla varustettujen ikkunoiden kuvittelen olevan edullisia vain valmistajille. Pitäisi ensin selvittä, kuinka paljon rakennus yleensä menettää energiaa säteilemällä ja kuinka paljon konvektion johdosta. Sitten katsoa, mihin energian säästö kannattaa sijoittaa.

Carbonautti
Viestit: 747
Liittynyt: 01.09.2015, 19:59:12

Re: Tiedätkö, miten säteily vaikuttaa?

Viesti Kirjoittaja Carbonautti » 29.10.2016, 12:10:00

unbiased kirjoitti:1. Kumpi lämpenee selvästi kuumemmaksi auringon (nuotion) säteilyssä. Kiilloitettu ruostumaton terälevy vai musta rautalevy? ...
1. Ruostumattoman emissiivisyys on 0.075 ja raudan 0.9. Levyjen auringon säteilyn absorptiivisuus ja emissiivisyys ovat likipitäen samansuuruisia ja, koska molempia ilma jäähdyttä samalla tavalla, molemmat lämpenevät samaan lämpötilaan ruostumaton levy vain huomattavasti hitaammin.

Mielenkiintoista. Tuo on kyllä intuition vastaista, mutta onhan se uskottava.

Minullakin olisi kysymys, joka ei liity säteilyyn, mutta lämpöoppiin.
Pakkasilmalla lauta tuntuu kädellä kosketettaessa lämpimämmältä kuin metallipinta. Mikä lämpöopin suure selittää tämän ilmiön?

unbiased
Viestit: 1269
Liittynyt: 13.01.2015, 09:31:57

Re: Tiedätkö, miten säteily vaikuttaa?

Viesti Kirjoittaja unbiased » 29.10.2016, 19:02:28

Kosketuskohdan lämmönjohtavuus ja ja lämpökapasiteetti.
Johtajuus määrää kuinka nopeasti lämpöä siirtyy ja lämpömäärään vaikuttaa kapasiteetti. Molemmat vaikuttavat ihosta siirtyvään lämpöenergiaan ja se vaikuttaa tuntoaistiin.

Carbonautti
Viestit: 747
Liittynyt: 01.09.2015, 19:59:12

Re: Tiedätkö, miten säteily vaikuttaa?

Viesti Kirjoittaja Carbonautti » 29.10.2016, 22:02:36

unbiased kirjoitti:Kosketuskohdan lämmönjohtavuus ja ja lämpökapasiteetti.
Johtajuus määrää kuinka nopeasti lämpöä siirtyy ja lämpömäärään vaikuttaa kapasiteetti. Molemmat vaikuttavat ihosta siirtyvään lämpöenergiaan ja se vaikuttaa tuntoaistiin.

Kyllä ja kun nämä vielä yhdistään, saadaan terminen diffuusiokerroin.

Huomasin, kun tutkailin tuota ensimmäistä kysymystäsi, että usein absorptiivisuutta ja albedoa merkitään molempia α-kirjaimella (alfa) ja kuitenkin ne tarkoittavat eri asiaa. Se on vähän sekavaa.

unbiased
Viestit: 1269
Liittynyt: 13.01.2015, 09:31:57

Re: Tiedätkö, miten säteily vaikuttaa?

Viesti Kirjoittaja unbiased » 30.10.2016, 17:29:58

Pitää vielä ottaa huomioon aineen tiheys, koska terminen diffuusiokerroin tdk on määritelty lämmönjohtavuus/(tiheys*ominaislämpö)
Yksiköksi tulee W/Km/(kg/m3*J/kgK) =W/J**m2 = m2/s. Raudan tdk = 23 mm2/s ja puun 280 kertaa pienempi 0.082 mm2/s. Mutta miten diffuusiotakerrointa käyttää hyväksi? Kerroin selittää kyllä, miksi kylmä kuiva lauta tuntuu lämpimämmältä kuin rautakanki.

Jos rautatangon pituus 1m ja lämpötila 0 C päähän koplataan toinen samanlainen rautatanko, jonka lämpötila on 100C. Milloin kylmemmän toinen pää saavuttaa 20 asteen lämpötilan? Ei hajuakaan, miten lasketaan. Vaikka tangot olisivat tyhjiössä 0 C asteen ympäristössä, pitää luultavasti ottaa huomioon myös säteilyjäähtyminen. Termodynamiikka on vaikeatajuista, jos halutaan olla tarkkoja.

Ville_Valkama
Viestit: 19
Liittynyt: 24.07.2017, 23:33:32

Re: Tiedätkö, miten säteily vaikuttaa?

Viesti Kirjoittaja Ville_Valkama » 29.07.2017, 13:22:52

Jos haluatte tähän säteilyyn liittyen asiaa niin pistäkää YV:llä sähköpostiosoitetta.

Vastaa Viestiin