รังสีอินฟราเรดกับการให้ความร้อน
หน่วยเล็กที่สุดของวัตถุ คือโมเลกุล (ซึ่งโมเลกุลจะประกอบด้วยอะตอมของธาตุต่าง ๆ) การที่วัตถุสามารถอยู่รวมกันเป็น กลุ่มก้อนดังที่เราเห็น สืบเนื่องจากโมเลกุลเหล่านั้น มีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างกัน ซึ่งสามารถแสดงให้เห็นได้ดังรูป อะตอมของวัตถุไฮโมเลกุล (โมเลกุลเกาะกันเป็นสายยาว เช่น สี, พลาสติก, ยาง เป็นต้น)
จะยึดเกาะคล้ายสปริงซึ่งจะมีการสั่นอยู่บ้าง เมื่อวัตถุไฮโมเลกุลได้รับรังสีอินฟราเรด (ซึ่งมีความถี่ของเคลื่อนใกล้เคียงกับการสั่นของโมเลกุล) เข้าไปจะส่งผลให้โมเลกุลต่าง ๆ มีการสั่นที่รุนแรงขึ้น (สืบเนื่องจากอิเล็กตรอนอิสระมีพลังงานมากขึ้น) จึงส่งผลให้เกิดความร้อนขึ้นที่ตัววัตถุ
ทำไมฮิตเตอร์อินฟราเรดจึงช่วยประหยัดไฟ?
จากสเปกตรัมของแสงและพฤติกรรมของแสงที่ได้กล่าวมาแล้ว เราจะพบว่าช่วงรังสีที่เหมาะสมที่จะมาใช้ในการทำความร้อนกับวัตถุก็คือ ช่วงรังสีคลื่นยาว คลื่นความยาวช่วงอื่น ๆ จะถือเป็นความสูญเสีย (เนื่องจากวิ่งทะลุตัววัตถุหรือถูกสะท้อนกลับ) ดังนั้นฮีตเตอร์อินฟราเรดที่มีประสิทธิภาพจะต้องมีความสามารถในการแปลงพลังงานไฟฟ้าให้อยู่ในรูปของอินฟราเรดคลื่นยาวให้มากที่สุด (ช่วง 3-10 mm)
องค์ประกอบสำคัญที่ต้องพิจารณาคือ แหล่งกำเนิดคลื่นอินฟราเรดและตัววัตถุเป้าหมาย ในขณะที่วิธีอื่น (การพาและการนำความร้อน) จะเน้นที่ตัวกลาง
การดูดซับรังสีของวัตถุจะเป็นตัวกำหนดว่าวัตถุนั้นเหมาะที่จะให้ความร้อนด้วยคลื่นรังสีหรือไม่ สมมติว่าฮีตเตอร์ตัวหนึ่งเปล่งรังสีออกมาในช่วง 3-10 mm) ซึ่งเป็นช่วงที่วัตถุโดย
ทั่ว ๆ ไป สามารถซับรังสีในช่วงนี้ได้ดี เมื่อนำไปให้ความร้อนกับวัตถุ เราจะพบว่าวัตถุมีความร้อนเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วมาก ในขณะเดียวกัน พลังงานไฟฟ้าที่ใช้ก็ไม่มาก ในขณะที่ฮีตเตอร์อีกตัวหนึ่งซึ่งกินกำลังไฟฟ้าเท่า ๆ กัน แต่ให้รังสีออกมาในช่วงกว้างกว่า เช่น 1-1000 mm เมื่อนำไปให้ความร้อนกับวัตถุชนิดเดียวกันกับฮีตเตอร์ตัวแรก เราจะพบว่าวัตถุจะดูดซับรังสีได้เพียงบางส่วนเท่านั้น (3-10 mm) นั่นคือ จะมีช่วงรังสีอื่นสูญเปล่ามากซึ่งส่งผลให้วัตถุร้อนช้า ในขณะเดียวกัน ก็สิ้นเปลืองกว่าในการใช้งานอุณหภูมิเท่า ๆ กัน
ฮีตเตอร์อินฟราเรดที่ดีจะต้องเป็นแหล่งกำเนิดรังสีซึ่งมีคลื่นความยาวในช่วง 3-10 mm ซึ่งเป็นช่วงที่วัตถุเกือบทุกประเภท สามารถดูดซับคลื่นรังสีได้ดี ดังนั้น ฮีตเตอร์อินฟราเรดจึงเหมาะกับการให้ความร้อนกับวัตถุเกือบทุกประเภทและทุกสี
อย่างไรก็ดี พึงระลึกไว้ว่าอินฟราเรดคลื่นยาวก็จัดเป็นแสงประเภทหนึ่ง ดังนั้น ฮีตเตอร์อินฟราเรดจึงไม่เหมาะกับการทำความร้อน วัตถุที่มีลักษณะสะท้อนแสงได้ดีหรือวัตถุโปร่งแสง เช่น โลหะมันวาว, กระจกใส เป็นต้น
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น