夏季,淺色服裝就一定涼快嗎——顏色對物體散熱影響的檢測
自古以來,生活常識讓我們每個(gè)人都深信黑色物體吸熱快,所以夏季時(shí)走在街上的人們著裝以白色或其他淺色居多。然后我們想當(dāng)然地就推斷出“黑色不利于散熱”。其實(shí)恰恰相反,事實(shí)上黑色散熱體最有利于散熱,這是為什么呢?
首先,我們所說的黑色吸熱只是對可見光的吸收較強(qiáng),而對于熱輻射的吸收主要是取決于黑度。其中,黑色是對顏色的表現(xiàn),而黑度則是對熱輻射能力的定義。其次,根據(jù)物理學(xué)經(jīng)典輻射定律——一切物體的輻射本領(lǐng)等于它的吸收本領(lǐng),非黑體的吸收本領(lǐng)永遠(yuǎn)小于同溫度下的黑體。所以,同等條件下將非黑色和黑色物體散熱能力相比,黑色物體散熱明顯更快,而且顏色越深,對熱能的發(fā)射率和吸收率就越高。
黑色吸收了全部的光,同條件下自然要比白色吸熱,然而根據(jù)經(jīng)典輻射定律,黑色物體吸熱快散熱也快,所以當(dāng)它吸收過多熱量時(shí),就會(huì)散出相等的熱,從而可以使它吸收更多熱量。(如:一個(gè)表面研磨光潔的散熱片,表面輻射率約在0.1,而做過氧化黑色處理后,輻射率值可升高到1,即相當(dāng)于黑體)。 所以最科學(xué)的表達(dá)是:“黑色物體散熱快”——前提物體溫度高于外界,同時(shí)物體對外的熱輻射量高于外界射入的熱輻射量(例如散熱體)。反之就要說“黑色物體吸熱快”(例如太陽能集熱器)。
所以呢,夏季為了涼快一點(diǎn),也不能一昧的追求淺色。應(yīng)該根據(jù)場合選擇合適的搭配。若在室外,烈日當(dāng)頭照為避免吸收更多的熱這是可以選擇淺色衣服。在室內(nèi)的話就該是深色衣服了,保證你散熱的快。
本期實(shí)驗(yàn)將檢測顏色隨散熱的影響,DrDAQ在這里被用作雙溫度探頭。并檢測在起始溫度相同時(shí)不同顏色物體在相同時(shí)間內(nèi)的溫度變化。進(jìn)而檢測溫度對散熱的影響。
所需設(shè)備:連接到PC的DrDAQ數(shù)據(jù)記錄器 、兩個(gè)外部溫度探頭(DD100)、2個(gè)250毫升錐形瓶(一個(gè)涂黑、一個(gè)銀箔圍繞周圍)、水壺、可放置在燒瓶頂部的絕緣材料兩塊(只能有兩個(gè)可插溫度探頭的小孔)、兩個(gè)夾架。

實(shí)驗(yàn)設(shè)置
1.將兩個(gè)錐形瓶裝入沸水。
2.將絕緣蓋放在燒瓶頂部。
3.將溫度探頭置于燒瓶中。

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
過15分鐘開始記錄燒瓶的溫度。
注意:安全至關(guān)重要。倒入沸水時(shí)要小心安全。
問題和結(jié)果的討論
1.哪個(gè)燒瓶溫度最低?
2.燒瓶顏色和熱量損失的速度之間有什么關(guān)系?
3.為什么一個(gè)彩色瓶子比別的瓶子冷卻速度更快?
進(jìn)一步研究
1、你可以設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn),研究不同顏色的充滿水的瓶子會(huì)比別的更快地加熱嗎?
2、為什么需要絕緣蓋放置在燒瓶頂部?
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