Ilman Fysiikkaa osa2

Nopeus ilmoitetaan tavallisesti metriä sekunnissa. Merenkulussa ja ilmailussa käytetään solmua, joka on yksi meripeninkulma tunnissa. Meripeninkulma on 1852 metriä. Tämä vastaa kaariminuuttia napojen kautta kulkevalla isoympyrällä. Nopeus on aina vektorisuure, eli se on menossa aina johonkin suuntaan.

Lämpötila voidaan määritellä kahdella tavalla. Kaasumolekyylit eivät pysy paikoillaan, vaan poukkoilevat minne sattuu. Tämä liike määrää kappaleen lämpötilan. Jos molekyylit ovat tyyten pysähdyksissä, puhumme absoluuttisesta nollapisteestä, jota kylmempää ei voi olla. Boltzmannin vakion (k=1.38*10^-23 J/K) avulla voimme määritellä kineettisen lämpötilan. Hiukkasen liike-energia eli kineettinen energia on verrannollinen sen massan ja nopeuden neliöön, eli lämpötila on verrannollinen molekyylien keskimääräiseen liike-energiaan. Seuraava määrittely tulee mustan kappaleen säteilystä, eli kappale absorboi, eli imee kaiken säteilyn itseensä ja säteilee täsmälleen saman energian takaisin. Hiilikekäle kuvaa hyvin mustaa kappaletta. Aluksi absorboituva säteily lämmittää kekälettä, kunnes se ei enää voi vastaanottaa energiaa, ja alkaa säteilemään itsekin. Lopulta se saavuttaa tasapainotilan, jossa se säteilee kaiken saamansa energian. Tämä tasapaino saavutetaan aina tietyssä lämpötilassa. Se ei riipu kappaleen koosta, muodosta tai mistään muustakaan ominaisuudesta. Mustaa kappaletta tarvitaan kuvaamaan vain yksi ainoa luku: lämpötila. Tämä voi olla Aurinko, hehkulamppu, kuin maapallokin. Nämä kaikki noudattavat mustan kappaleen säteilyä. Mitä korkeampi on lämpötila, sitä sinisemmältä kappale näyttää. Aurinko säteilee suunnilleen kuten musta kappale, jonka lämpötila on 5800K. Wienin lain avulla voimme laskea, että säteilyn voimakkuus on suurimmillaan aallonpituudella 500nm, mikä vastaa keltavihreää valoa. Yksi neliömetri Auringon pintaa säteilee 64 megawatin teholla. Makuuhuoneen kokoiselta alueelta saadaan tehoa saman verran kuin ydinvoimalasta.

Kappale voi heijastaa osan energiasta sitä absorboimatta. Heijastuneen ja saapuneen säteilyn suhdetta kuvaava suure on albedo. Sanana tämä tarkoittaa valkoisuutta. Tässä kohtaa puhumme Bondin albedosta A, joka on kaiken heijastuneen energian määrän suhde kappaleen saamaan energiaan, ja on täten aina nollan ja ykkösen välillä. Planeetan albedolla on suuri merkitys lämpötaloudelle, sillä pilvet ja jäätiköt heijastavat lämpöä avaruuteen.