Telesa lahko oddajajo oziroma sprejemajo toploto tudi s sevanjem. Pri tem je poleg temperatur površja telesa pomembna tudi njegova barva. Najboljši sevalci so črna telesa, ki absorbirajo skoraj vso vpadno sevanje. Zglajena kovinska in belo obarvana telesa pa skoraj vso svetlobo odbijajo in so s tem slabi sevalci.

Telesa z dovolj visoko temperaturo lahko oddajajo tudi vidno svetlobo. Če kos železa segrejemo v ognju na okoli K, ta rdeče žari, pri okoli K pa rumeno. Pri teh temperaturah torej železo oddaja sevanje v obliki vidne svetlobe. Seveda pa segreto železo oddaja sevanje tudi pri nižjih temperaturah, v obliki infrardečega sevanja. Tega sicer ne vidimo, lahko pa ga čutimo, če se segretemu železu dovolj približamo. Tudi človeško telo seva v obliki infrardečega sevanja.

Ker nas običajno zanima, kako seva posamezen del površine, vpeljemo površinsko gostoto toplotnega ali svetlobnega toka , kjer je oddani toplotni oziroma svetlobni tok in sevalna površina. Za črno telo lahko izračunamo gostoto svetlobnega toka s pomočjo naslednje enačbe: . Iz enačbe se vidi, da je gostota toplotnega toka zelo odvisna od temperature. V enačbi je prisotna še Stefanova konstanta , ki znaša W/(mK). Toplotni tok, ki ga telo oddaja oziroma prejema lahko torej zapišemo kot: .

Kot primer omenimo plošče različnih barv, ki se na soncu segrejejo do različnih temperatur. Črna plošča se segreje do najvišje temperature.

Preberi spodaj zapisane trditve in poveži, katere so pravilne in katere napačne.

Preveri

Temperatura na površini kaminske peči, ki jo lahko obravnavamo kot črno telo, je C. Sevalna površina peči je m. Temperatura okolice je C. Preberi spodaj zapisana vpršanja in zapiši odgovore.

a) Kolikšna je gostota toplotnega toka, ki ga seva okolica? W/m

b) Kolikšen toplotni tok seva peč? W

c) Kolikšen toplotni tok prejema peč od okolice? W

č) Peč seva toplotni tok v okolico, hkrati pa ga tudi prejema od okolice. Kateri tok je večji (prejeti ali oddani)? prejeti oddani

d) Kolikšna je razlika med oddanim in prejetim toplotnim tokom peči? W

e) Koliko energije se sprosti vsako sekundo z gorenjem drv v peči? J

Preveri

Na tla položimo črno ploščo, katere površina je m. Sončni žarki sijejo pravokotno na ploščo. Gostota sončevega svetlobnega oziroma toplotnega toka ob vrhu atmosfere je kW/m. Od atmosfre se odbije % sevanja, ostalo pa se absorbira pretežno v tleh. Temperatura ozračja je C. Preberi spodaj zapisana vprašanja in zapiši odgovore.

a) Kolikšna gostota svetlobnega toka pada na površino plošče? Upoštevaj, da se del svetlobnega toka odbije od atmosfere. Gostota svetlobnega toka, ki pada na ploščo, je W/m.

b) Kolikšen svetlobni tok pada na ploščo od Sonca? W

c) Kolikšna je gostota toplotnega toka, ki ga seva okolica? W/m

č) Na kolikšno temperaturo se segreje plošča? Upoštevaj, da sonce osvetljuje ploščo z ene strani. Izmenjava sevanja med ploščo in okolico pa poteka na obeh straneh plošče. Temperatura plošče je C.

Preveri

Vesoljska sonda se približuje Soncu, ki oddaja svetlobni tok () v vse smeri. Z oddaljenostjo od Sonca () se gostota svetlobnega toka zmanjšuje (). S spreminjanjem gostote svetlobnega toka, se spreminja tudi temperatura na površju sonde (). Preberi spodaj zapisana vpršanja in odgovori na njih.

1. Z drsnikom spreminjaj oddaljenost vesoljske sonde od Sonca in opazuj spreminjanje temperature na površju sonde.

a) Kateri graf pravilno prikazuje spreminjanje temperature v odvisnosti od oddaljenosti od Sonca? A B C D

b) Ali temperatura linearno narašča, ko se sonda približuje Soncu? Da. Ne.

2. V nekem trenutku je sonda na oddaljenosti od Sonca. Takrat je temperatura na površju sonde . Čez nekaj časa se sonda približa na oddaljenost . Kolikšna je takrat temperatura na površju sonde? Izberi pravilen odgovor.

Preveri

Za pridobivanje električne energije uporabljamo tudi sončne celice, ki jih moramo ustrezno usmeriti glede na smer sončnih žarkov. Sončni žarki padajo pod kotom glede na vodoravna tla. Gostota svetlobnega toka, ki prihaja od Sonca skozi Zemljino atmosfero, je W/m. Površina sončnih celic je m. Preberi spodaj zapisana vprašanja in zapiši odgovore. Pomagaj si s simulacijo.

a) Kolikšna gostota svetlobnega toka pada na površino sončnih celic? W/m

b) Kolikšna moč svetlobnega toka pada na površino sončnih celic, če so te postavljene vodoravno? W

c) Kolikšna moč svetlobnega toka pada na površino sončnih celic, če so te postavljene navpično? W

č) Pod kolikšnim kotom, glede na vodoravna tla, moramo postaviti sončne celice, da bo moč vpadnega svetlobnega toka največja?

d) Kolikšna je največja vpadna moč svetlobnega toka? W

e) Kolikšen svetlobni tok vpade na sončne celice, če so te zasukane za od idealne smeri?

Preveri