في الفراغ، تنتقل الحرارة في المقام الأول من خلال الإشعاع. ويتضمن هذا النمط من انتقال الحرارة انبعاث موجات كهرومغناطيسية يمكن أن تنتقل عبر الفراغ دون الحاجة إلى أي وسيط. وعلى عكس التوصيل والحمل الحراري، اللذين يتطلبان وجود مادة مادية لنقل الحرارة، يمكن أن يحدث الإشعاع في غياب أي مادة، مما يجعله الطريقة الفعالة الوحيدة لانتقال الحرارة في الفراغ.
شرح الإشعاع:
يتضمن الإشعاع انبعاث الطاقة من مصدر ما على شكل موجات كهرومغناطيسية. وهذه الموجات، التي تشمل الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية، تنقل الطاقة من مكان إلى آخر. وفي سياق انتقال الحرارة، تكون هذه الموجات في المقام الأول على شكل أشعة تحت حمراء، وهي مرتبطة بالطاقة الحرارية. عندما تواجه هذه الموجات جسمًا أكثر برودة، فإنها تنقل الطاقة، وبالتالي تسخن الجسم.مثال في الفضاء:
من الأمثلة العملية لانتقال الحرارة عن طريق الإشعاع في الفراغ انتقال أشعة الشمس في الفضاء. فالشمس تبعث الطاقة على شكل موجات كهرومغناطيسية تنتقل عبر فراغ الفضاء وتسخن الأرض عند امتصاصها. تحدث هذه العملية دون أي اتصال فيزيائي أو وسيط بين الشمس والأرض.
التمثيل الرياضي:
توصف كفاءة انتقال الحرارة الإشعاعية في الفراغ بقانون ستيفان-بولتزمان الذي ينص على أن معدل انتقال الحرارة يتناسب مع القوة الرابعة لدرجة الحرارة المطلقة (T) للجسم الباعث. رياضيًا، يتم تمثيل ذلك رياضيًا على الصورة (e = C (T/100)^4)، حيث (e) هي سعة انتقال الحرارة، و(T) هي درجة الحرارة المطلقة، و(C) هو ثابت. تبرز هذه العلاقة أن انتقال الحرارة بالإشعاع يصبح أكثر كفاءة في درجات الحرارة الأعلى.
التطبيق في أفران التفريغ:
