光线和加热同一件事?

<h1>热与光有什么区别</h1>
<blockquote>在科学课上，您可能已经了解到一切都是关于物质的. 但是，您可以看到并感觉到不是由物质组成的. 例如，光线和热量无关紧要. 这是一个解释为什么这是为什么以及如何分裂物质和能量.</blockquote>
<h2>热，光和声音</h2>
<p>主题：科学国家标准：犹他州科学核心课程主题：能量影响物质<br />标准6.2.3计划并进行调查，以确定温度，传热量和物质平均粒子运动的变化之间的关系.</p>
<p>在这些课程中，学生们研究了能量如何以热，光和声音的形式通过沙漠生态系统移动. 学生学习用于热的绝缘体以及防晒霜如何保护皮肤免受紫外线的影响. 他们使用声音来搜索鸟类和镜头来完成寻宝游戏. 该课程以讨论过多的热，光或声音有害的讨论结束.</p>
<p><b>基本问题：</b> 热，光和声音能量如何在自然环境中移动?</p>
<ul>
<li><b>标准6.2.3计划并进行调查</b> 为了确定温度之间的关系，传热量以及各种类型或物质量的平均粒子运动的变化. 强调记录和评估数据，并传达调查结果. （PS3.A）</li>
</ul>
<h3><b>背景</b> </h3>
<p>能量以波的形式在宇宙周围运输. 声波，光波，海浪，热浪和无线电波就是一些例子. 波的形状决定了其特征. A<i>Mplitude</i> 是波的高度. C<i>休息</i> 是波的顶部. t<i>粗糙的</i> 是波的底部. <i>频率</i> 是特定时期波峰的次数. <i>波长</i> 是两个波峰之间的距离. 这 <i>速度</i> 波的波长是通过乘以其波长的频率来确定的.</p>
<p>声音在海浪中传播. 声音是由物体的振动或来回移动创建的. 当对象振动时，它会在各个方向发出声波. 但是，声波只能通过空气，水和物体等介质传播. 声音无法在真空中传播. 声波以不同的速度通过不同的介质传播. 材料的密度，波浪传播的速度越快. <i>沥青</i> 我们听到的声音是殿下. 高音调的声音具有高频波，低频声音具有低频波. 人类和动物通过振动声音来传达或表达自己的想法. 较厚的绳索振动较慢，音高较低. 这会导致弦乐器上的较厚串产生更深的音调. 声波的强度或振幅决定了响度.</p>
<p>太阳以波的形式排放电磁辐射. 这种辐射以各个方向的直线从阳光传播. 该辐射的一小部分到达地球. 我们认为这种辐射的一小部分是可见光的. 遇到物体后，可以反射，折射或吸收光波. 反射时弯曲. 反射光的角度取决于其遇到的表面形状以及光撞击表面的角度. 许多似乎产生光的物体仅反映另一个物体的光. 穿过透明物体的光也会弯曲或折射波浪. 物体的形状决定光的弯曲方式. 棱镜，有时是水滴弯曲的光，使不同的波长分开. 镜片弯曲的光因此根据镜头的形状，物体看起来更大或更小. 人类创造了多种类型的镜头，以帮助我们探索和理解世界. （Atwater等，1993）</p>
<p>紫外线落入了紫罗兰色旁边的频谱之外. 由于紫外线辐射具有较高的能量，因此它对生物有生命有机体的影响要比其他波长更大. 生物已经适应了一定量的紫外线，但是过度的紫外线辐射会导致晒伤，眼睛损伤，免疫系统抑制和人类皮肤癌的更大风险. 由于平流层臭氧层的耗尽，科学家自1990年代以来一直在监测紫外线辐射. 人们可以通过在中午（上午10点至下午4点）呆在室内来避免紫外线. 他们可以在到达皮肤之前穿着吸收紫外线辐射的衣服，例如宽边帽子，长袖，裤子和太阳镜. 他们还可以涂上防晒霜，以使他们的皮肤与某些紫外线辐射隔离.</p>
<p>热量是物质之间热能的转移. 热能是导致物质颗粒移动的能量. 温度是该能量的平均度量. 热能总是以更大的热能从物质移动到较少的热能，因此它从温暖到较冷的物质移动.</p>
<p>传导是在接触物质颗粒之间的热能（热）的转移. 当两种材料直接接触时，就会发生这种情况. 当温暖物质颗粒撞向较冷物质的颗粒并将其一些热能传递到冷却器颗粒时，就会发生热传导. 这会导致分子移动更快并撞向邻居，从而使更多的热量移动. 在固体中，传导发生得更快，更有效，因为与液体和气体中的分子相比，固体中的分子被紧密地堆积在一起。.</p>
<p>辐射是通过波的形式通过开放空间的传输. 所有温暖的物体都会发出热浪（辐射）.</p>
<p>对流是由于气体或液体内的密度差异，气体或液体从热源到另一个区域的加热分子的运动. 当气体加热时，它们会膨胀并变得较小，导致它们上升. 当热的液体或气体向上移动时，对流通常会发生，但是当风扇创建动作时，它也会发生. 与传导从分子转移到分子的传导相反，热量在对流中通过大体流动传递. （摘自Teach Engineering https：// www.TeachEngineering.org/Lesson/view/duk_heattransfer_smary_less＃vocab）</p>
<p>减少热能运动的材料称为热绝缘子. 热绝缘子使热和寒冷的事物保持冷热. 厚实蓬松的材料，尤其是充满空气的材料，可以防止对流损失，因为它们会减慢空气的运动速度. 绝缘子还可以通过传导来防止热量移动，例如用来握住热锅的锅抓手.</p>
<h2>热与光有什么区别?</h2>
<p>我知道的是光是电磁波. 是否也是光线以外的某些波长的电磁波 ? 为什么光波落在物体上时会引起对物体的热量 ? 为什么电加热器发出光 ? 这意味着这两者都是非常密切的，但我不了解两者之间的关系?</p>
<ul>
<li>热力学</li>
<li>可见光</li>
</ul>
问2016年6月7日，20:43
1,333 2 2金徽章14 14银徽章25 25青铜徽章
$ \ begingroup $ light是可见的热量$ \ endgroup $
2016年6月7日，20:47
<p>美元. 一个人不应该误认为温暖身体散发出的红外辐射. $ \ endgroup $</p>
2016年6月7日，20:54
<p>$ \ begingBoup $ heat是任何不宏观订购的能量转移（或我应该退还我的博士学位?）$ \ endGroup $</p>
2016年6月7日，20:54
<p>$ \ begingRoup $ @brucesmitherson：不要被抢购. 语言总是为多个级别的交流留出空间，其中单词以不同级别的精度使用. 例如. 为了操作，我们仍然应该尝试保持一定精确的语言水平. $ \ endgroup $</p>
2016年6月7日，21:01
<p>$ \ begingRoup $ @brucesmitherson吸引了学位是一种薄弱的论证形式. 首先，您说热是光的子集，然后将其称为能量传递. 您应该更精确，并说出光明 <i>能</i> 转移能量，但不是 <i>A</i> 能量转移. $ \ endgroup $</p>
2016年6月7日，21:01
<h2>5个答案5</h2>
$ \ begingRoup $
<blockquote><p>物理学, <strong>热量是以某种方式自发地在系统及其周围环境之间自发通过的能量，而不是通过工作或物质转移</strong>. 当存在合适的物理路径时，热量从较热的身体自发流动.转移可以是通过源和目的地主体之间的接触，例如传导； <strong>或通过遥控物体之间的辐射</strong>;或通过厚实的固体壁传导和辐射；或通过中间流体体，例如对流循环；或结合这些.</p> </blockquote>
<p>因此，简而言之. 这就是在 <strong>热力学第一法</strong>：</p>
<p>$ d u = \ delta Q- \ delta w $</p>
<p>它适用于封闭系统（我们排除物质的转移）.</p>
<p>封闭系统的内部能量的变化是我们所谓的&ldquo;热&rdquo;.</p>
<p>&ldquo;光&rdquo;一词通常是指 <em>可见光</em>, 电磁频谱的那部分波长在$ \ sim400 $和$ \ sim700 $ nm之间. 但是我们可以更普遍地谈论&rdquo;<strong>电磁辐射</strong>&ldquo;考虑整个频谱.</p>
<p>正如我引用的Wikipedia文章所述，热量可以是两个物体之间的辐射. 这只是意味着热力学第一定律中的&ldquo; $ \ delta q $&rdquo;可能是由于电磁辐射.</p>
<p>温度下的每个身体都与$ 0 $不同，将发出电磁辐射（热辐射）. 这是因为材料内部的原子在移动，这会导致带电颗粒的加速度和减速原子由原子制成，因此电磁辐射.</p>
<p>因此，温度下的物体$ t $将在周围环境中发射电磁辐射（温度为$ t_e $），并从中吸收辐射. 同时，周围环境将以相同的方式排放和吸收电磁辐射. 温度越高，辐射越多.</p>
<p>仅当$ t_e = t $时，此过程才会停止，因为那时吸收的辐射将等于发射的辐射. 因此，物体及其周围环境将从不同的温度开始，最终具有相同的温度. 由于温度和内部能量是相关的，这将意味着身体的内部能量已经改变. 看到没有工作或转移的方式，我们称 <em>热</em> 这种能量的变化是由于电磁辐射引起的.</p>
<p>这是热与电磁辐射之间的可能连接之一.</p>
<p><strong>更新：澄清</strong></p>
<p>当然也有不热的EM辐射，我.e. 它不是由于随机运动而引起的电荷的加速/减速。. 一个示例是通过原子能水平之间的过渡给出的，这是激光背后的机制. 当然，这种辐射可以用于传递能量而无需工作/物质转移，因此这是一种热量. EM辐射始终相同：源自它的机制是什么.</p>
<p>同样很明显，您可以在没有EM辐射的情况下加热. 例如，您通过传导将两个对象接触并传输能量.</p>
<p>总结一下：热量是能量的变化，而无需工作/物质转移. 可以通过EM辐射或其他方式（传导，对流等）实现此转移.）. 另外，EM辐射可以以不同的方式起源：热运动，电子过渡等.</p>
<h2>为什么光和热量无关紧要?</h2>
<p><img src=”https://www.thoughtco.com/thmb/235jS_AuR4HfQ1wu_TcNgCAOSQw=/1500×0/filters:no_upscale():max_bytes(150000):strip_icc()/GettyImages-932430092-87255003c38343f5828f694bda37d40d.jpg” alt=”树林里的篝火” width=”2121″ height=”1414″ /></p>
<p>博士. Helmenstine持有PH.d. 在生物医学科学领域，是科学作家，教育家和顾问. 她曾在高中，大学和研究生级教授科学课程.</p>
2019年11月14日更新
<p>在科学课上，您可能已经了解到一切都是关于物质的. 但是，您可以看到并感觉到不是由物质组成的. 例如，光线和热量无关紧要. 这是一个解释为什么这是为什么以及如何分裂物质和能量.</p>
<h3>关键要点</h3>
<ul>
<li>物质有质量并占据数量.</li>
<li>热，光和其他形式的电磁能没有可测量的质量，不能包含在体积中.</li>
<li>物质可以转换为能量，反之亦然.</li>
<li>物质和能量经常一起发现. 一个例子就是火.</li>
</ul>
<h2>为什么光和热量没关系</h2>
<p>宇宙由物质和能量组成. 保护法规定，物质加能量的总量在反应中是恒定的，但是物质和能量可能会改变形式. 物质包括质量的任何东西. 能量描述了工作的能力. 虽然物质可能包含能量，但两者彼此不同.</p>
<p>分开说出物质和能量的一种简单方法是问自己您观察到的内容是否有质量. 如果没有，那就是能量! 能量的示例包括电磁频谱的任何部分，其中包括可见光，红外，紫外线，X射线，微波，无线电和伽马射线. 其他形式的能量是热（可能被视为红外辐射），声音，势能和动能.</p>
<p>区分物质和能量的另一种方法是询问是否占用空间. 物质占用空间. 您可以将其放在容器中. 当气体，液体和固体占用空间时，光和热量不占用空间.</p>
<p>通常，物质和能量会一起发现，因此区分它们可能很棘手. 例如，火焰由电离气体和颗粒形式的物质组成，以及光和热的形式. 您可以观察到光和热量，但是您不能在任何规模上称重它们.</p>
<h2>物质特征的摘要</h2>
<ul>
<li>物质占用空间，有质量.</li>
<li>物质可能包含能量.</li>
<li>物质可以转换为能量.</li>
</ul>
<h2>物质和能量的例子</h2>
<p>以下是物质和能量的示例，您可以用来帮助区分它们：</p>
<p><strong>活力</strong> </p>
<ul>
<li>阳光</li>
<li>声音</li>
<li>伽马辐射</li>
<li>化学键中包含的能量</li>
<li>电</li>
</ul>
<p><strong>事情</strong> </p>
<ul>
<li>氢气</li>
<li>一块岩石</li>
<li>α粒子（即使它可以从放射性衰减中释放出来）</li>
</ul>
<p><strong>物质 +能量</strong> </p>
<p>几乎所有物体都有能量和物质. 例如：</p>
<ul>
<li>坐在架子上的球是由物质制成的，但具有潜在能量. 除非温度绝对零，否则球也具有热能. 如果是由放射性材料制成的，它也可能以辐射的形式发出能量.</li>
<li>从天上掉下的雨滴是由物质制成的（水），而且具有潜力，动能和热能.</li>
<li>点亮的灯泡是用物质制成的，而且它以热和光的形式发出能量.</li>
<li>风由物质（空气，灰尘，花粉中的气体）组成，加上动能和热能.</li>
<li>糖块由物质组成. 它包含化学能，热能和势能（取决于您的参考框架）.</li>
</ul>
<p>无重要事物的其他例子包括思想，梦想和情感. 从某种意义上说，情绪可能被认为是物质的基础，因为它们与神经化学有关. 另一方面，思想和梦想可能被记录为能量模式.</p>
<h2>光与. 热</h2>
<p>问题经常出现：通过减少与升级照明系统相关的冷却负载可获得多少额外的节省? 它似乎更频繁地出现，所以我想在本月的Illuminations Blog系列中解决它.</p>
<p>虽然有关此事有少量文章，但其中大多数涉及HVAC储蓄作为照明kWh节省的函数（例如：http：// www.Lightsearch.com/resources/lightguides/hvac.html）. 尽管存在一些明智的模型，但大多数模型并未直接处理照明系统热的副产品 .</p>
<p>对于初学者来说，瓦特中的电源的基本转换为BTU是：1W = 3.412141633 BTU/HR. 这种转换通常用于估计多种设施类型的HVAC负载减少. 有趣的是，当您查看消耗的照明能力正在产生可见光VS时. 热. 您会发现，这可能会有很大的不同.</p>
<p>考虑一个会议室，原始来源/照明器是白炽灯. 对于白炽灯，使用专门从集成球体的光度数据，我们可以认为，消耗的能量的3-5％会产生可见光（电磁辐射380-780Nm），并且平衡为热量（95-97％）. 虽然在UVB光谱中有少量发射的辐射能量，但被认为可以忽略不计. 在这种情况下，光和热都被辐射到气候控制的空间中，因此我们可以安全地假设，白炽灯发光的照明功率显着降低将导致发射到空间中的热量几乎同样显着降低.</p>
<p>鉴于效率更高，您会期望荧光的数学数量并导致有所不同，这是. 为了构建一个模型，可以通过适度的准确性预测BTU/HR的相关节省，我搜寻了Hubbell Lighting的光度测试实验室数据库. 经过跨夹具类型，LED来源和颜色温度的广泛审查，我能够进行一些观察结果，这些观察可能对回答上面提出的问题很有用. 最重要的要点是，每个管腔发射的平均辐射瓦大约为0.0031，用于LED照明评论.</p>
<h2>有什么数字?</h2>
<p>为了理解这一点，让我们使用以下示例.</p>
<p>耗时10W的固定装置，以100毫米/w的效力运行将提供1000个流明，平均3.1W辐射能. 换句话说，该固定装置将消耗31％的消耗能量产生光，其余69％产生热量. 在这种情况下，6.9W（10W x 69％）的能量是热量. 使用3.41…上面的转换，该系统将产生大约24 btu/hrs的热量，这将需要考虑到冷却负载.</p>
<p>下表扩展了此模型：</p>
<p> <table border=”0″ cellspacing=”0″ cellpadding=”0″>功效与BTU/HR节省潜力之间的关系 <tr><th>固定装置w</th> <th>lm/w</th> <th>流明</th> <th>可见能量（W）</th> <th>热能（W）</th> <th>大众％</th> <th>hw％</th> <th>btu/hr</th> </tr> </th> <tbody> <tr><td>10</td> <td>10</td> <td>100</td> <td>0.31</td> <td>9.69</td> <td>3.10％</td> <td>96.90％</td> <td>33.0636524</td> </tr> <tr><td>10</td> <td>20</td> <td>200</td> <td>0.62</td> <td>9.38</td> <td>6.20％</td> <td>93.80％</td> <td>32.0058885</td> </tr> <tr><td>10</td> <td>30</td> <td>300</td> <td>0.93</td> <td>9.07</td> <td>9.30％</td> <td>90.70％</td> <td>30.9481246</td> </tr> <tr><td>10</td> <td>40</td> <td>400</td> <td>1.24</td> <td>8.76</td> <td>12.40％</td> <td>87.60％</td> <td>29.8903607</td> </tr> <tr><td>10</td> <td>50</td> <td>500</td> <td>1.55</td> <td>8.45</td> <td>15.50％</td> <td>84.50％</td> <td>28.8325968</td> </tr> <tr><td>10</td> <td>60</td> <td>600</td> <td>1.86</td> <td>8.14</td> <td>18.60％</td> <td>81.40％</td> <td>27.7748329</td> </tr> <tr><td>10</td> <td>70</td> <td>700</td> <td>2.17</td> <td>7.83</td> <td>21.70％</td> <td>78.30％</td> <td>26.717069</td> </tr> <tr><td>10</td> <td>80</td> <td>800</td> <td>2.48</td> <td>7.52</td> <td>24.80％</td> <td>75.20％</td> <td>25.6593051</td> </tr> <tr><td>10</td> <td>90</td> <td>900</td> <td>2.79</td> <td>7.21</td> <td>27.90％</td> <td>72.10％</td> <td>24.6015412</td> </tr> <tr><td>10</td> <td>100</td> <td>1000</td> <td>3.1</td> <td>6.9</td> <td>31.00％</td> <td>69.00％</td> <td>23.5437773</td> </tr> <tr><td>10</td> <td>110</td> <td>1100</td> <td>3.41</td> <td>6.59</td> <td>34.10％</td> <td>65.90％</td> <td>22.4860134</td> </tr> <tr><td>10</td> <td>120</td> <td>1200</td> <td>3.72</td> <td>6.28</td> <td>37.20％</td> <td>62.80％</td> <td>21.4282495</td> </tr> <tr><td>10</td> <td>130</td> <td>1300</td> <td>4.03</td> <td>5.97</td> <td>40.30％</td> <td>59.70％</td> <td>20.3704855</td> </tr> <tr><td>10</td> <td>140</td> <td>1400</td> <td>4.34</td> <td>5.66</td> <td>43.40％</td> <td>56.60％</td> <td>19.3127216</td> </tr> <tr><td>10</td> <td>150</td> <td>1500</td> <td>4.65</td> <td>5.35</td> <td>46.50％</td> <td>53.50％</td> <td>18.2549577</td> </tr> <tr><td>10</td> <td>200</td> <td>2000</td> <td>6.2</td> <td>3.8</td> <td>62.00％</td> <td>38.00％</td> <td>12.9661382</td> </tr> </tbody> </table> <table border=”0″ cellspacing=”0″ cellpadding=”0″>照明瓦数与BTU/HR节省潜力之间的关系（@100LM/W） <tr><th>系统w</th> <th>lm/w</th> <th>流明</th> <th>可见能量（W）</th> <th>热能（W）</th> <th>大众％</th> <th>hw％</th> <th>btu/hr</th> </tr> </th> <tbody> <tr><td>10000</td> <td>50</td> <td>500000</td> <td>1550</td> <td>8450</td> <td>15.50％</td> <td>84.50％</td> <td>28832.5968</td> </tr> <tr><td>5000</td> <td>100</td> <td>500000</td> <td>1550</td> <td>3450</td> <td>31.00％</td> <td>69.00％</td> <td>11771.8886</td> </tr> </tbody> </table> </p>
<p>这是一个重要的概念，因为从这些信息中，我们可以更准确地确定与照明能量和系统功效有关的HVAC负载的影响. 自然，专业工程师将需要考虑其他变量，以充分评估对HVAC系统要求和潜在HVAC节省的影响，包括：需要冷却的年度比例，机械冷却和HVAC系统的光负载百分比和HVAC系统的系数达到的百分比性能.</p>
<h3>观察：</h3>
<ul>
<li><b>经验法则：</b> 每10 lm/w增益每增加〜3.10％（或〜.每瓦105 BTU/HR）</li>
<li><b>笔记：</b> 使用荧光照明的照明功效，而不是光源功效（T8 = 〜100lm/w，T5 = 〜110LM/W）</li>
</ul>
<p>另外，考虑热量在哪里. 一个新的嵌入式LED照明器将将LED板安装在金属外壳上，该木板旨在将至少（如果不是全部）的垃圾热进行到全体. 而荧光灯会直接将大量的废热发射到房间中，因为光源未直接进行到外壳中. 悬浮的LED（或荧光）照明器也是如此，其中从LED（进入外壳）进行的热量被辐射到房间中，而不是在完成的天花板上方的宽度上进行。. 这意味着应将不同系数用于嵌入式和悬挂的灯具以及全体返回与. 导管返回.</p>
<p>自然，夏威夷的应用程序与阿拉斯加的应用程序会大不相同，因此变量将始终提出有趣的挑战. 但是，随着照明技术继续变得越来越创新，光线与. 热战应该继续向照明角倾斜.</p>