外墙涂料颜色与吸热性能研究(2)
太阳光辐射是由紫外线辐射、可见光、红外辐射三部分组成。每立方米可达到1000瓦的辐射能。其中可见光和近红外辐射能占据太阳总辐射能的95%。就我国而言，大部分地区日照时间比较长，热量就会不断的得到积累，并且对于很多黑色或灰色的物体，表面热平衡温度在太阳的照射下会达到很高，而白色和浅色物体反射性能好，热平衡温度较低。由此，在装修房屋时可根据气候条件来选择外墙涂料的颜色，以对外墙涂料的隔热保温作用起到辅助作用[4,5]。
1. 颜色与吸热性能关系的理论基础
在实验探究之前，需要掌握颜色与吸热性能关系的基本理论。
1.1物体的颜色
这里所说的物体指的是自身不发光，靠光源照明后才能看的见，或显现颜色的透明物质或不透明物质。如果它能发光，就称它为光源。
自身不会发光的物体，显现颜色的透明物质或不透明物质，只有在光源存在时，才能被我们看见。每一种物质都有属于自己的颜色，我们可以利用颜色来认识和辨别物质，可以说颜色是物质的表观属性之一。不同物质在同一光源的照射下会显现不同的颜色，同一物质在不同光源的照射下显现的颜色也不尽一致。我们把这种现象称为物体对光源的调制作用。这种调制作用表现在物质可以把光源的不同光谱成分进行不同比例的反射、吸收和透射。因此，物体表面显现的颜色即是物体表面发射或透射出来的光。比如，就一个不透明的物质表面而言，若这个表面将除蓝色之外的绝大部分光吸收之后，在白色光源的照射下，它就是蓝色的。若有另一个表面，对紫色光反射的多些，则在白色光的照射下,它就是紫色的。
从这种观点出发，物体的颜色取决于：光源的光谱成分和物体对光谱的调剂作用。
通过以上的理论分析，我们可以知道黑色或灰色物体吸收了绝大部分的可见光，几乎很少反射。白色或浅色的物体则把绝大部分的可见光反射出去，很少吸收。由此可知，颜色对物质的吸热性能是存在一定影响的[6]。
1.2 物体吸热
1.2.1 热辐射
任何固体和液体，在任何温度下都在发射各种波长的电磁波，这种由于物体中的分子、原子受到热激发而发射电磁波的现象称为热辐射。
物体源源不断的向四周发射的能量称为辐射能。有实验证明，物体本身的温度决定了辐射能波长的分布情况，波长分布由紫外区延伸至远红外区，而在一般的温度下，物体的辐射能主要集中在红外区，是不可见的热辐射具有连续的辐射能谱。比如在冶炼铁块时，给它加热，起初看不到它发光，只能感觉到它辐射出来的热，继续加热，温度升高到一定阶段后，开始发射出暗红色的可见光，渐渐变成橙色然后变为黄白色，在温度极高时，会变为青白色。这说明同一物体在一定温度下辐射能，在不同光谱区域的分布是不均匀的，温度越高，光谱中与能量最大的辐射所对应的波长会随之向短波方向移动。同时随着温度的不断升高，辐射的总能量也会随之增加[7]。
1.2.2 基尔霍夫辐射定律
以上只是定性阐述了热辐射的规律，下面我们将引入3个有关辐射的物理量来定量描述热辐射的规律。
①吸收比和反射比：物体时时刻刻都在向四周发射能量。但同时也会吸收四周物体所发射出的能量。对于不透明物体而言，从外界射入的能量，一部分会被物体吸收，其余部分会被反射出去。被物体吸收的辐射能与入射的总辐射能的比值称为吸收比。反射的辐射能与入射辐射能之比称为反射比。对于透明物体，还有透射比。而外墙涂料一般是不透明的。理所当然，涂料而言，单色吸收比和单色的反射比的总和为1。物体的吸收比和反射是关于温度和波长的函数。若物体在任何温度下，对任何波长的辐射能只有吸收而无反射，这物体便被我们称为绝对黑体[9]。
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