Инструменты и расчеты

Над самым высоким из заполненных энергетических уровней существует еще множество уровней, отличающихся от него по энергии лишь незначительно. В этой зоне электроны, называемые электронами проводимости, не связаны заданным положением и могут переходить с одного уровня на другой, поскольку это сопряжено лишь с незначительными изменениями энергии.
Утверждение, что солнечную энергию можно применять для охлаждения, на первый взгляд кажется странным. Но именно благодаря использованию солнечной энергии для приведения в действие холодильных установок удается получать охлаждение там, где это особенно необходимо. В странах с жарким климатом охлаждение не только обеспечивает соответствующие условия работы и жизни людей, но и помогает продолжительное время сохранять скоропортящиеся продукты питания.
При фокусировке солнечных лучей с помощью параболического концентратора можно получить очень высокие температуры. Хотя при одних и тех же размерах плоского и параболического отражателей принимаемая ими энергия солнечной радиации одинакова, но во втором случае' благодаря ее концентрации машина получает возможность работать при более высокой температуре и, следовательно, с более высоким к. п. д.
Мы видели, что взаимодействие между падающим фотоном и электроном происходит лишь в том случае, если энергия фотона точно соответствует значению энергии, необходимой для перехода электрона на другую допустимую орбиту. В этом случае говорят, что атом обладает дискретным поглощением, то есть из всего спектра длин воли поглощаются лишь те, которые соответствуют квантовым числам. Однако в твердом теле число допустимых энергетических уровней значительно больше, чем в изолированном атоме.
На протяжении столетий человек использовал тепловое действие солнечных лучей в различных областях своей деятельности, многие из которых имеют важное экономическое и социальное значение в развитии общества. Например, для получения соли путем выпаривания ее из морской воды или сушки таких пищевых продуктов, как фрукты и рыба.
Чтобы преодолеть силы притяжения, действующие со стороны молекул жидкости, и присоединиться к молекулам пара, молекула жидкости должна получить определенную кинетическую энергию. При данной температуре не все молекулы жидкости имеют достаточную для этого скорость (кинетическую энергию). С повышением температуры средняя энергия молекул возрастает, но всегда существуют молекулы, энергия которых больше или меньше этого среднего значения.
Ограничимся предположением, что в условиях сухого климата интенсивность длинноволнового атмосферного излучения в два раза ниже интенсивности излучения черного тела при температуре окружающей среды. Хотя по своей конструкции он напоминает солнечный нагреватель, все процессы осуществляются в нем в противоположном направлении.
Общее количество излучаемой черным телом энергии получают, суммируя вклад всех длин волн, который мы можем оценить из графика. Энергия излучения на какой-либо длине волны пропорциональна, однако суммарное излучение во всем диапазоне длин волн, отнесенное к единице поверхности, то есть интенсивность излучения, пропорционально абсолютной температуре в четвертой степени.
Внутренняя энергия твердого тела складывается из энергии движения электронов и энергии колебаний атомов и молекул. Удельная теплоемкость вещества зависит от числа атомов в единице массы и числа возможных направлений их колебаний.
Средняя производительность солнечной опреснительной установки приравнивается к скорости выпадания осадков, последняя составляет 0,5 см в день. Попытаемся обосновать это утверждение, проанализировав работу стандартного опреснительного устройства.