Bức xạ nhiệt là gì? Bức xạ nhiệt được tạo ra từ đâu

Bức xạ nhiệt là gì?

Bức xạ nhiệt là hiện tượng phát ra sóng điện từ từ tất cả các vật chất có nhiệt độ cao hơn 0 độ tuyệt đối. Bức xạ biểu thị quá trình chuyển đổi năng lượng nhiệt thành năng lượng điện từ. Đây là một trong ba dạng truyền nhiệt cơ bản (dẫn nhiệt, nhiệt dẫn và bức xạ), và là một đặc tính cơ bản của vật chất phụ thuộc vào nhiệt độ của nó.

Một số ví dụ về bức xạ nhiệt

Sự truyền sóng điện từ qua lò nướng còn được gọi là lò vi sóng.

Nhiệt năng phát ra từ bộ tản nhiệt.

Các bức xạ mặt trời.

Năng lượng ánh sáng phát ra từ đèn sợi đốt.

Sự phát ra tia gamma.

Đây là một vài ví dụ phổ biến về bức xạ trong cuộc sống hàng ngày. Bức xạ cũng liên quan đến nhiều lĩnh vực khoa học khác. Hãy xem xét một số ví dụ sau đây:

Nhiều nguồn sáng hoạt động dựa trên nguyên tắc phát ra bức xạ. Một ví dụ điển hình là đèn sợi đốt.

Bức xạ trở thành một thách thức khi cần cách nhiệt cho một số đối tượng. Ví dụ, khi một vật treo trong một buồng chân không, việc dẫn nhiệt sẽ giảm thiểu và nhiệt năng có thể trao đổi với môi trường xung quanh thông qua bức xạ.

Bức xạ hồng ngoại nhiệt được sử dụng trong các ứng dụng đo nhiệt độ hồng ngoại và quá trình hình ảnh nhiệt.

Bức xạ nhiệt được tạo ra từ đâu?

Bức xạ được tạo ra khi nhiệt năng từ chuyển động của các điện tích trong vật liệu (như electron và proton trong các dạng vật chất thông thường) biến đổi thành bức xạ điện từ. Ánh sáng mặt trời, hay còn gọi là bức xạ mặt trời, là bức xạ nhiệt từ các khí cực nóng của mặt trời và nó làm nóng trái đất. Trái đất cũng phát ra bức xạ nhưng với cường độ thấp hơn nhiều vì nó có nhiệt độ thấp hơn.

Sự cân bằng giữa sự tiếp nhận nhiệt từ ánh sáng mặt trời và sự xả nhiệt của trái đất thông qua bức xạ là quá trình quan trọng để xác định nhiệt độ tổng quát của trái đất. Bức xạ được coi là hình thức truyền nhiệt duy nhất không cần sự truyền dẫn qua vật liệu.

Nhiệt bức xạ được truyền từ bề mặt này sang bề mặt khác mà ít bị hấp thụ nhiệt bởi các bề mặt. Tuy nhiên, khi các bề mặt được đốt nóng, chúng có thể tỏa nhiệt thông qua dẫn nhiệt hoặc nhiệt đối lưu ra môi trường xung quanh. Bức xạ được truyền qua sóng điện từ. Vì vậy, hình thức truyền nhiệt này không chỉ phụ thuộc vào sự khác biệt nhiệt độ giữa hai bề mặt mà còn vào dải tần số của năng lượng phát và thu.

Ví dụ, ánh sáng mặt trời bao gồm quang phổ của ánh sáng có thể nhìn thấy, cùng với năng lượng hồng ngoại và tia cực tím.

Các đặc điểm của bức xạ nhiệt là gì?

Bức xạ nhiệt là sự truyền nhiệt năng mà không có sự tiếp xúc giữa các vật thể.

Bức xạ là một hiện tượng bề mặt, khác với truyền nhiệt bằng dẫn hoặc đối lưu, không yêu cầu sự tiếp xúc giữa nguồn phát nhiệt và nguồn nhận nhiệt.

Mọi vật chất với nhiệt độ khác 0 hoặc cao hơn 0 đều phát ra bức xạ nhiệt.

Bức xạ có dải bước sóng từ 0,1micromet đến 100micromet.

Trong khi việc truyền năng lượng thông qua dẫn truyền yêu cầu môi trường để truyền, bức xạ không cần môi trường. Bức xạ là phương thức truyền nhiệt duy nhất có thể xảy ra ngay cả trong không khí.

Bức xạ nhiệt từ vụ nổ bom tác động như thế nào đến cơ thể con người?

Một loại năng lượng chính trong vụ nổ hạt nhân là bức xạ nhiệt. Khi mới xuất hiện, hầu hết năng lượng này được dùng để làm nóng vật liệu bom và không khí xung quanh vụ nổ. Nhiệt độ trong một vụ nổ hạt nhân đạt tới mức nhiệt độ trong lòng mặt trời, khoảng 100.000.000°C, tạo ra một quả cầu lửa sáng chói.

Có hai loại xung bức xạ phát ra từ quả cầu lửa. Xung xuất hiện đầu tiên, kéo dài khoảng 1/10 giây, chứa bức xạ trong vùng tử ngoại. Xung xuất hiện thứ hai có thể kéo dài trong vài giây, mang đến khoảng 99% tổng năng lượng bức xạ nhiệt. Vì thế đây chính là nguyên nhân chính gây bỏng da nghiêm trọng nhất và tổn thương mắt đối với những người tiếp xúc, cũng như làm kích hoạt cháy nổ trong các vật liệu dễ cháy.

Thiệt hại do bức xạ bị ảnh hưởng mạnh bởi điều kiện thời tiết. Mây hoặc khói trong không khí có thể làm giảm đáng kể phạm vi tác động so với môi trường không khí trong lành.

Bức xạ nhiệt được ứng dụng như thế nào trong thực tiễn?

Chúng ta ưa chuộng mặc quần áo màu trắng hoặc sáng vào mùa hè vì chúng có khả năng hấp thụ nhiệt thấp và phản xạ tốt. Nhờ điều này, giúp chúng ta cảm thấy mát mẻ hơn. Trái lại, chúng ta thường ưa chuộng mặc quần áo tối màu vào mùa đông vì chúng có khả năng hấp thụ nhiệt từ ánh sáng mặt trời nhiều hơn và giữ nhiệt cho cơ thể.

Bộ tản nhiệt trên ô tô, máy móc và hệ thống điều hòa không khí thường được sơn màu đen nhằm tăng khả năng bức xạ lớn nhất và làm mát hiệu quả.

Máy sưởi điện được trang bị các bề mặt bóng sáng để tăng hiệu suất bức xạ. Nhờ đó, các bề mặt này ít hấp thụ nhiệt và phản xạ lại hầu hết các bức xạ về phía chúng ta. Ngay cả sau khi sử dụng máy sưởi liên tục, những bề mặt này vẫn giữ mát mẻ. Tương tự, các bề mặt được đánh bóng cao trên tàu vũ trụ phản xạ lại hầu hết nhiệt lượng tỏa ra từ mặt trời.

Phần đế của các dụng cụ nấu nướng thường được sơn màu đen. Bề mặt đen như vậy sẽ hấp thụ nhiều nhiệt từ môi trường xung quanh. Điều này do hiệu ứng dẫn nhiệt, đối lưu và bức xạ là tối đa.

Bằng những thông tin chi tiết trên đây hy vọng giúp mọi người hiểu hơn về bức xạ nhiệt là gì và các ứng dụng thực tiễn. Cùng theo dõi Tuấn Hưng phát cập nhật thêm nhiều thông tin hay và bổ ích hơn nữa về các hiện tượng thú vị trong tự nhiên nhé.