L'énergie thermique passe des objets chauds aux objets froids par conduction, convection et rayonnement. Parmi ces trois, seul le rayonnement ne nécessite pas de contact; le soleil réchauffe la Terre parce que son rayonnement thermique traverse l'espace vide. Tout objet chaud, tel que le soleil, un grille-pain ou le corps humain, dégage cette énergie, appelée rayonnement infrarouge, ou I.R. Des expériences simples vous montrent comment cela fonctionne.
Radiometer
Un radiomètre, disponible dans les boutiques de science pour quelques dollars, montre l'énergie inhérente au rayonnement infrarouge. Il a une enveloppe de verre scellée, comme une ampoule claire, contenant un vide partiel. À l'intérieur de l'enveloppe, quatre aubes carrées, avec un côté noir et un côté blanc, s'équilibrent sur un roulement à aiguilles. Lorsque vous faites briller une lumière sur le radiomètre, le côté noir se réchauffe plus que le côté blanc. Les molécules d'air rebondissent des deux côtés, mais l'énergie thermique du côté noir les pousse plus fort. Cela tourne les palettes dans la direction du côté blanc. Placez le radiomètre à la lumière du soleil et voyez à quelle vitesse il tourne. Puis éloignez-le de la lumière directe du soleil et observez qu'il se déplace plus lentement.
Tissu coloré au soleil
Trouvez plusieurs articles en tissu, comme des chemises ou des serviettes, de différentes couleurs. Posez-les sur une surface solide et plane dans la lumière du soleil. Après 15 à 20 minutes, ressentez chacun et notez quelle est la plus chaude. Parce que les couleurs sombres reflètent le moins de lumière du soleil, elles absorbent le plus de chaleur. Les couleurs claires reflètent le plus de lumière du soleil et restent donc plus fraîches.
Tasses colorées dans l'obscurité
Rassemblez cinq tasses à café, identiques à l'exception de la couleur. Faites couler l'eau chaude d'un robinet pendant une minute ou deux, jusqu'à ce qu'elle atteigne sa température maximale. Remplissez les tasses avec de l'eau chaude et déplacez-les dans une pièce sombre et fraîche. Placez un thermomètre dans chacun et attendez 20 minutes. Lisez le thermomètre dans chaque tasse et comparez les températures et les couleurs. Les couleurs les plus sombres doivent être les plus froides car, tout comme elles absorbent mieux l'énergie calorifique, elles émettent également de l'énergie thermique plus efficacement que les couleurs claires.
Tube solaire
Obtenez un «tube solaire» ballon et le prendre à l'extérieur sur une journée calme et ensoleillée. Le ballon est long de plusieurs pieds et fait de plastique noir. Gonflez-le à l'ombre avec de l'air frais. Apposez une ficelle de cerf-volant sur le ballon et amenez-la dans un endroit ensoleillé. Tenez-vous sur la chaîne. Finalement, le rayonnement thermique du soleil provoquera l'expansion de l'air à l'intérieur, ce qui fera sortir le ballon du sol. L'air plus chaud à l'intérieur a moins de densité que l'air extérieur, de sorte que le ballon flotte.
