Поверхность отдает тепло излучением и конвекцией, если она соприкасается с какой-либо жидкой или газообразной средой; последняя, например воздух, нагреваясь путем теплопроводности, приходит вследствие уменьшения плотности в восходящее движение, называемое «свободной конвекцией», результатом которой является охлаждение поверхности, отдаюшей тепло. Это охлаждение происходит значительно интенсивнее при вынужденной конвекции, когда жидкая или газообразная среда движется с большей скоростью.
Излучение
Все тела, в каком бы они не были состоянии, излучают энергию в виде электромагнитных волн. Эта энергия проявляется различным образом в зависимости от длины волны. Волны длиной приблизительно от 0,4 до 0,8 мк соответствуют видимому излучению. Науке по спектру длин волн мы встречаем последовательно ультрафиолетовое излучение, затем рентгеновские лучи и гамма-лучи. Выше находятся инфракрасное излучение (тепловое излучение с длиной волны до 400 мк), а затем радиоэлектрические волны.
Когда излучаемая энергия падает на тело и поглощается им, она превращается частично (или полностью) в тепловую энергию. В нагретом теле часть тепловой энергии переходит в лучистую энергию. Однако это не является единственной причиной излучения, которое может быть вызвано также и преобразованием энергии другого вида, например электрической или химической. В последующем изложении мы будет рассматривать только тепловое излучение, вызванное преобразованием тепловой энергии. Эта оговорка очень-важна, так как большинство законов, которые будут изложены ниже, применимы только к тепловому излучению.
В пределах обычных температур большая часть излучаемой энергии состоит из инфракрасных лучей, которые поэтому часто называют тепловыми лучами. От этой терминологии следовало бы отказаться, так как, с одной стороны, всякое излучение независимо от длины волны способно переходить в тепловую энергию, а с другой стороны, инфракрасные лучи проявляются не только своими тепловыми свойствами; они могут, например, вызывать фотоэлектрический эффект и воздействовать на некоторые фотографические эмульсии.
Электромагнитное излучение, какова бы ни была длина его волны, подчиняется тем же законам, которые управляют и распространением светового излучения. Оно распространяется в однородной среде по прямой линии; скорость его распространения в вакууме равна универсальной константе С = 3 * 1010 см/сек.
Электромагнитное излучение отражается и преломляется так же, как и световое. Следует, однако, отметить, что с изменением длины волны изменяются не только показатель преломления, по и соотношения между отражательной, пропускательной и поглощательной способностями данного тела. Достаточно привести здесь в качестве примера остекленные рамы парников: стекло практически пропускает большую часть солнечного излучения, а с другой стороны, разогретая земля излучает волны большой длины (порядка 10 мк), в отношении которых стекло ведет себя как непрозрачное тело.
Благодаря этому внутри парников длительное время поддерживается температура, значительно более высокая, чем температура наружного воздуха, даже после того, как солнечное излучение прекращается.
