Bức xạ nhiệt là gì? – khái niệm đối lưu bức xạ nhiệt

Bức xạ nhiệt là một trong những hiện tượng vẫn đang xảy ra trong cuộc sống của chúng ta. Nó có thể gây ra những tổn thương đến da và giác mạc của con người. Vậy cụ thể thì bức xạ nhiệt là gì? Bản chất của bức xạ là gì? Bức xạ nhiệt có những tác động như thế nào đến con người và môi trường? Tất cả sẽ được LabVIETCHEM giải đáp trong nội dung bài viết ngày hôm nay.

Bức xạ nhiệt là gì?

Bức xạ nhiệt là gì? Khái niệm đối lưu bức xạ nhiệt

1. Bức xạ nhiệt là gì?

– Bức xạ nhiệt là hoạt động truyền nhiệt dưới dạng sóng điện từ xuyên qua khoảng không từ vật này sang vật khác không tiếp xúc với nhau mà không cần môi chất trung gian, bao gồm các năng lượng nhiệt có sự chuyển động từ các hạt điện tích. Điều này khác với dẫn nhiệt và đối lưu – dạng truyền nhiệt tiếp xúc.

– Một khái niệm khác của bức xạ nhiệt, đó là một quá trình mà hệ biến đổi nhiệt năng nhận được từ môi trường thành nội năng của hệ vật. Bức xạ nhiệt là dạng bức xạ phổ biến nhất tạo ra do các nguyên tử, phân tử của vật chất bị kích thích bởi tác dụng nhiệt từ các nguồn ngoài. Khi các nguyên tử, phân tử của vật chất chuyển từ trạng thái kích thích về trạng thái cơ bản ban đầu, nó sẽ phát ra sóng điện từ, có thể dưới dạng ánh sáng.

– Để bức xạ nhiệt xảy ra, nhiệt độ vật chất giao động phải nhỏ hơn độ không tuyệt đối và có sự tiếp xúc giữa bức xạ với một bề mặt bất kỳ.

– Đơn vị đo bức xạ nhiệt là w/m2.

2. Khái niệm đối lưu bức xạ nhiệt

Đối lưu bức xạ nhiệt là thuật ngữ dùng để chỉ sự trao đổi và dẫn truyền nhiệt năng khi xuất hiện sự chênh lệch của nhiệt độ. Ngoài ra, nó cũng có thể xảy ra khi có sự chuyển đổi của chất lỏng hoặc chất khí tại các vùng nhiệt khác nhau.

Có hai hình thức đối lưu bức xạ nhiệt, đó là đối lưu tự nhiên và đối lưu cưỡng bức.

Bức xạ nhiệt bản chất là gì?

Bức xạ nhiệt là một thuộc tính của vật chất. Mỗi vật chất đều được cấu tạo từ các nguyên tử, giữa nguyên tử là hạt nhân và xung quanh là các điện tử chuyển động. Khi chuyển động, các điện tử phát ra năng lượng bức xạ dưới dạng sóng điện từ.

– Khi năng lượng phát và năng lượng thu bằng nhau thì bức xạ sẽ tồn tại trạng thái cân bằng, đồng thời nhiệt độ của vật không thay đổi.

– Khi năng lượng phát nhỏ hơn năng lượng thu, nhiệt độ của vật sẽ tăng lên và vật sẽ xảy ra bức xạ nhiệt ở mọi nhiệt độ.

Năng lượng do vật phát ra hoặc hấp thụ trong trao đổi bức xạ nhiệt không liên tục mà là các hạt proton (lượng tử ánh sáng). Điều này có nghĩa là, quá trình phát và hấp thụ năng lượng mang tính chất hạt. Do đó, trao đổi bức xạ nhiệt bản chất là quá trình vừa mang tính chất sóng, vừa mang tính chất hạt.

Tính chất của bức xạ nhiệt

– Mọi vật đều có bức xạ nhiệt và mức độ bức xạ sẽ tùy thuộc vào giá trị nhiệt độ của vật.

– Quá trình trao đổi nhiệt bằng bức xạ luôn đi kèm 2 lần biến đổi năng lượng, bao gồm: Biến đổi nội năng thành sóng điện từ ở vật phát xạ và biến đổi ngược lại ở vật hấp thụ.

– Bức xạ nhiệt vừa mang tính chất sóng, vừa mang tính chất hạt và tốc độ của nó bằng với tốc độ của ánh sáng.

– Ngay cả trong chân không, bức xạ nhiệt vẫn diễn ra giữa 2 vật.

– Trong kĩ thuật, người ta chỉ khảo sát tia nhiệt hồng ngoại và ánh sáng trắng.

Ứng dụng bức xạ nhiệt

Hiện tượng bức xạ nhiệt được ứng dụng khá nhiều trong thực tiễn, đặc biệt là trong lĩnh vực chiếu xạ, soi chiếu an ninh hải quan và hỗ trợ điều trị bệnh, giúp chẩn đoán các bệnh khác nhau trong lĩnh vực y tế với công nghệ bức xạ hạt nhân.

Ngoài ra công nghệ bức xạ cũng có vai trò quan trọng trong kinh tế, kỹ thuật để tạo ra nhiều sản phẩm phục vụ cho cuộc sống hàng ngày như thực phẩm, đồ dùng, đồ sinh hoạt.

Tác động của bức xạ nhiệt đến con người và môi trường xung quanh

1. Tác động tới con người

Bức xạ nhiệt do mặt trời là loại nguy hiểm nhất

Nguồn bức xạ nhiệt ảnh hưởng tới con người thường là bức xạ giao thông, bức xạ mặt trời, bức xạ nhiệt công cộng do bê tông hóa, trong đó, nguy hiểm nhất là tia cực tím trong ánh sáng mặt trời. Các tác động có thể được gây ra bởi bức xạ nhiệt là:

– Tổn thương da và giác mạc mắt của con người: Chỉ số tia cực tím càng cao, tổn thương nó gây ra càng lớn, thậm chí nó còn có thể tác động đến men sống của cơ thể tại nhiều tuyến và nguồn tế bào khác nhau.

– Là nguyên nhân làm suy giảm hệ thống miễn dịch và gây nên các bệnh về đường hô hấp, stress, thậm chí ảnh hưởng tới sức khỏe sinh sản của con người.

2. Tác động tới môi trường

– Không khí bị nhiễm phóng xạ gây ra tình trạng ô nhiễm môi trường về mặt bức xạ. Tại các đô thị lớn, vấn đề này càng trầm trọng.

– Là nguyên nhân khiến trái đất nóng lên, biến đổi khí hậu, nghịch mùa do nhiệt năng sinh ra bởi bức xạ nhiệt cao. Đây là nguyên nhân gián tiếp gây ô nhiễm không khí và làm ảnh hưởng nghiêm trọng tới môi trường tự nhiên.

Là nguyên nhân khiến trái đất nóng lên

Trên đây là một số thông tin về bức xạ nhiệt là gì mà LabVIETCHEM muốn các bạn nắm được. Hy vọng rằng, đây sẽ là những kiến thức hữu ích để các bạn biết cách bảo vệ bản thân mình tốt hơn trước ảnh hưởng của bức xạ nhiệt.

Xem thêm:

• Ánh sáng là gì? Tác dụng của ánh sáng đến con người và các loài sinh vật sống
• Phản vật chất là gì? Phản vật chất có thật không?