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夏季,浅色服装就一定凉快吗——颜色对物体散热影响的检测

  • 发布时间:2017-08-10 14:32:16

  自古以来,生活常识让我们每个人都深信黑色物体吸热快,所以夏季时走在街上的人们着装以白色或其他浅色居多。然后我们想当然地就推断出“黑色不利于散热”。其实恰恰相反,事实上黑色散热体最有利于散热,这是为什么呢?

  首先,我们所说的黑色吸热只是对可见光的吸收较强,而对于热辐射的吸收主要是取决于黑度。其中,黑色是对颜色的表现,而黑度则是对热辐射能力的定义。其次,根据物理学经典辐射定律——一切物体的辐射本领等于它的吸收本领,非黑体的吸收本领永远小于同温度下的黑体。所以,同等条件下将非黑色和黑色物体散热能力相比,黑色物体散热明显更快,而且颜色越深,对热能的发射率和吸收率就越高。

  黑色吸收了全部的光,同条件下自然要比白色吸热,然而根据经典辐射定律,黑色物体吸热快散热也快,所以当它吸收过多热量时,就会散出相等的热,从而可以使它吸收更多热量。(如:一个表面研磨光洁的散热片,表面辐射率约在0.1,而做过氧化黑色处理后,辐射率值可升高到1,即相当于黑体)。 所以最科学的表达是:“黑色物体散热快”——前提物体温度高于外界,同时物体对外的热辐射量高于外界射入的热辐射量(例如散热体)。反之就要说“黑色物体吸热快”(例如太阳能集热器)。

  所以呢,夏季为了凉快一点,也不能一昧的追求浅色。应该根据场合选择合适的搭配。若在室外,烈日当头照为避免吸收更多的热这是可以选择浅色衣服。在室内的话就该是深色衣服了,保证你散热的快。

  本期实验将检测颜色随散热的影响,DrDAQ在这里被用作双温度探头。并检测在起始温度相同时不同颜色物体在相同时间内的温度变化。进而检测温度对散热的影响。

  所需设备:连接到PC的DrDAQ数据记录器  、两个外部温度探头(DD100)、2个250毫升锥形瓶(一个涂黑、一个银箔围绕周围)、水壶、可放置在烧瓶顶部的绝缘材料两块(只能有两个可插温度探头的小孔)、两个夹架。

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  实验设置

  1.将两个锥形瓶装入沸水。

  2.将绝缘盖放在烧瓶顶部。

  3.将温度探头置于烧瓶中。

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  进行实验

  过15分钟开始记录烧瓶的温度。

  注意:安全至关重要。倒入沸水时要小心安全。

  问题和结果的讨论

  1.哪个烧瓶温度最低?

  2.烧瓶颜色和热量损失的速度之间有什么关系?

  3.为什么一个彩色瓶子比别的瓶子冷却速度更快?

  进一步研究

  1、你可以设计一个实验,研究不同颜色的充满水的瓶子会比别的更快地加热吗?

  2、为什么需要绝缘盖放置在烧瓶顶部?

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