[it.scienza.fisica 27 Apr 2005] Mik-News ha scritto:
> Non sono mai riuscito a trovare,nonostante le ricerche effettuate e i
> libri letti,come vari la temperatura nel tempo,di un'oggetto esposto
> alla luce solare nello spazio.
> Mi spiego,tutti i pianeti e i satelliti che espongono una faccia verso
> il sole,hanno una temperatura anche di un paio di centinaia di gradi
> Celsius,la faccia verso il lato buio,si arriva sotto lo zero
> tranquillamente.
> Visto che la trasmissione del calore avviene per irraggiamento,non
> essendoci atmosfera e mezzi intermedi,come e' possibile che nel giro di
> cosi' poche ore (per la rotazione sul proprio asse)l'escursione termica
> sia di cosi' vaste proporzioni?
L'analisi teorica che richiedi e' molto complessa, qui discuto solo due
problemi preliminari.
1) (Problema stazionario) Quale temperatura T di equilibrio assume una
superficie (di albedo nota) irraggiata ortogonalmente da una radiazione
em di intensita' I nota?
L'albedo e' la percentuale di radiazione riflessa dalla superficie.
La teoria da applicare e' quella della radiazione di corpo nero, in
particolare la legge che fornisce la potenza totale irraggiata da una
superficie unitaria:
U = sigma*T^4 sigma = 5.67E(-8)SI (costante di Stefan-Boltzmann)
Puoi provare a calcolare la temperatura di equilibrio per una superficie
nera sapendo che alla distanza del sistema Terra-Luna la costante solare
vale I=1.374(E+3)SI.
2) (Problema sinusoidale) La propagazione del calore in un corpo e'
retta da un'equazione a derivate parziali di secondo ordine.
Un problema risolubile e' quello di un mezzo che occupa un semispazio,
con la condizione al contorno di una temperatura superficiale nota
variabile sinusoidalmente in funzione del tempo. Si puo' cosi' calcolare
come la variazione termica superficiale si trasmetta in profondita'.
Riporto solo qualche risultato numerico per un tipico terreno terrestre:
- escursione diurna di 20C: ridotta a circa 1C a 30cm di profondita';
- escursione annua di 20C: ridotta a circa 17C a 30cm di profondita'.
Il punto 1) e' utile per capire quantitativamente l'equilibrio termico
radiativo, il punto 2) mostra che solo gli strati superficiali di un
corpo sono influenzati rapidamente dalle condizioni di irraggiamento.
--
Elio Proietti
Valgioie (TO)
Received on Fri Apr 29 2005 - 11:34:36 CEST