Jak działa ogrzewanie w podczerwieni?

Podczerwień odnosi się do długości fal spektrum elektromagnetycznego, które leżą między światłem widzialnym i mikrofalami. Promieniowanie podczerwone jest postrzegane przez nas jako ciepło, chociaż nie możemy tego zobaczyć. Źródło ciepła podczerwonego znajduje się na poziomie atomowym, gdzie ciepło generowane przez ruch subatomowych cząstek zmienia się w promieniowanie elektromagnetyczne w zakresie podczerwieni. Ciepło podczerwieni należy odróżnić od konwekcji termicznej i przewodności cieplnej, ponieważ może ona przechodzić przez próżnię.

Aby zaobserwować, jak działa ciepło podczerwone, ogrzewanie i chłodzenie ziemi jest prawdopodobnie najbardziej użytecznym przykładem. Poza jazdą wszystkimi zjawiskami pogodowymi i wzorami, a także prądami oceanicznymi ciepło w promieniach podczerwonych ze słońca jest tym, co rozgrzewa Ziemię w ciągu dnia, i to jest to, co ziemia wydziela w nocy po zachodzie słońca. Warto zauważyć, że podczas gdy słońce emituje ogromną ilość ciepła podczerwonego, tylko połowa ciepła, które odczuwamy na ziemi pochodzi z bezpośredniego promieniowania podczerwonego od Słońca. Druga połowa pochodzi z energii światła widzialnego, która jest pochłaniana przez obiekty na ziemi, a następnie emitowana później jako ciepło podczerwone.

Ciepło podczerwone wytwarzane przez człowieka jest wykorzystywane w różnych zastosowaniach. W kontekście przemysłowym ogrzewanie i spawanie tworzywa sztucznego odbywa się za pomocą promienników podczerwieni, podobnie jak utwardzanie niektórych powłok i niektórych etapów produkcji szkła. Wielu z nas widziało promienniki podczerwieni w restauracjach, które są używane do utrzymywania ciepła potraw przed podaniem. Są to specjalnie zaprojektowane żarówki, które wytwarzają tak dużo energii podczerwonej, jak to możliwe, z mniejszym naciskiem na wytwarzanie światła.

Ciepło podczerwone można również celowo wytwarzać w taki sposób, aby uzyskać efekt medycznie terapeutyczny. Promieniowanie dalekiej podczerwieni jest czasami stosowane w celu uśmierzenia bólu u pacjentów z zapaleniem stawów i innych osób cierpiących na chroniczny ból. Jest również wykorzystywany do odladzania skrzydeł samolotów oraz w saunach na podczerwień.

Nie wszystkie fale podczerwone są odczuwane przez nas jako ciepło. Światło, które znajduje się tuż za czerwoną stroną widzialnego spektrum, wcale nie jest gorące, a to jest rodzaj światła podczerwonego, które jest używane przez piloty i niektóre urządzenia komputerowe do przesyłania danych. Ta część zakresu podczerwieni nazywa się bliską podczerwienią, ponieważ znajduje się w pobliżu widma widzialnego. Średnie i dalekie fale podczerwone to te, które dostrzegamy jako ciepło kaloryczne.