Am scris recent un articol despre radiația termică și despre faptul incredibil că organismul uman (împreună cu toate obiectele din acest univers) în mod natural emite constant o cantitate impresionantă de radiație electromagnetică. În acest articol un subiect cu o temă apropiată: cum anume se încălzește un corp sub acțiunea radiației termice, cum ar fi atunci când se află sub acțiunea razelor solare? Ce se întâmplă la nivel atomic?
Să luăm, de pildă, o mașină lăsată în soare. E clar pentru toată lumea: razele solare încălzesc tabla, care ulterior radiază această căldură și către habitaclul mașinii, dar cum anume se încălzește tabla mașinii? Și de ce se simte fierbinte atunci când punem mâna pe ea? Ce misterios proces face ca fotonii solari să devină ceea ce numim căldură?
→ Un subiect interesant este „transferul căldurii”. Despre acest subiect am scris aici.
Varianta scurtă, dar care nu spune întreaga poveste este următoarea: tabla mașinii este formată din atomi, atomii sunt formați din nucleu și electroni, electronii absorb lumina (fotonii de la Soare), iar acești fotoni absorbiți și ulterior emiși de electroni reprezintă energia termică (căldura tablei).
Mai detaliat, lucrurile stau după cum urmează:
• atomii din tabla mașinii sunt în continuă mișcare (vibrație);
• atomii, în funcție de tipul elementului chimic, absorb fotonii de anumite frecvențe (energia este discretă, adică are valori fixe). Urmăriți scurtul clip de mai jos pentru o vizualizare a salturilor cuantice ale electronilor în urma absorbirii cuantelor de energie (fotoni).
• energia astfel absorbită face ca întregul atom să intre în vibrație;
• electronii revin la poziția inițială (stratul energetic anterior), eliberând fotoni.
Ceea ce numim noi „căldură” este rezultatul excitației materiei. Mai concret, rezultatul vibrației (mișcării) materiei. Când este cald în casă, în fapt moleculele de aer din casă au o stare de agitație mai mare. Pielea umană are proteine speciale care observă diferențele mici de energie cinetică (mișcare) din aer și informează creierul despre această schimbare. Mai multe despre cum reacționează omul la căldură în acest articol.
Prin urmare, atunci când punem mâna pe tabla mașinii, transferul de căldură se efectuează în două feluri: prin radiația termică (fotonii eliberați de electroni) și prin conducție (transferul de căldură - energia cinetică a particulelor tablei - care se face direct, în urma contactului dintre mână și tablă). Sigur, cele două sunt concomitente și imposibil de separat de către organele de simț umane.
• Dacă vrei să știi cum se organizează electronii în cadrul atomului, am scris recent un articol pe acest subiect: Distribuirea electronilor în atom
• Revenind la mașina noastră lăsată în Soare, în urmă cu câteva luni am propus o soluție simplă pentru a elimina căldura acumulată în habitaclu atunci când mașina este lăsată în Soare pentru o perioadă mai lungă. Poți citi articolul aici.
Iar dacă ești interesat de câteva sfaturi cu privire la întreținerea mașinii pe timp de iarnă, te așteaptă acest articol :)
