![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Законы теплового излучения. В силу общей природы электромагнитных волн основные законы, которым подчиняется излучение, являются для них общими
Закон Планка
В силу общей природы электромагнитных волн основные законы, которым подчиняется излучение, являются для них общими. Эти законы получены применительно к идеальному телу, которым является абсолютно черное тело, и термодинамически равновесному излучению. При равновесном излучении все тела, входящие в данную замкнутую излучающую систему, принимают одинаковую температуру. Закон Планка является одним из основных законов излучения. Он устанавливает зависимость интенсивности излучения от температуры и длины волны:
Здесь с1 = 0, 321∙ 10-15 ккал∙ м2/ч = 0, 374∙ 10-15 вт∙ м2 – первая постоянная Планка; с2 = 1, 4388∙ 10-2 м ∙ °К – вторая постоянная Планка; λ – длина волны, м; Т – абсолютная температура, °К. Согласно уравнению каждой длине волны соответствует свое значение интенсивности излучения. Поскольку закон Планка получен для идеального тела, для реальных тел он выражает максимально возможную интенсивность излучения.
Закон Стефана-Больцмана
Закон Стефана-Больцмана устанавливает зависимость плотности интегрального полусферического излучения от температуры. Согласно этому закону количество тепла Q, излучаемого в единицу времени, пропорционально поверхности излучающего тела F и четвертой степени его абсолютной температуры Т. Для технических расчетов этот закон можно записать в следующем виде:
где С – коэффициент пропорциональности, называемый коэффициентом лучеиспускания. Если Q выражено в вт, а F в м2, то размерность коэффициента лучеиспускания
Наибольшее значение коэффициент лучеиспускания имеет для абсолютно черного тела: Cs = 5, 68 вт/м2 ∙ °К4. Для других тел коэффициент лучеиспускания можно выразить через коэффициент лучеиспускания абсолютно черного тела: С = ε Сs = 5, 68ε вт/м2 ∙ °К4, где величина ε, называемая степенью черноты тела, представляет собой отношение коэффициента лучеиспускания данного тела по отношению к коэффициенту лучеиспускания абсолютно черного тела.
Закон Кирхгофа
Закон Кирхгофа устанавливает связь между лучеиспускательной и поглощательной способностью тела. Согласно этому закону, поглощательная способность и степень черноты равны между собой: ε = А, где А – отношение поглощаемой телом лучистой энергии к общему ее количеству, падающему на тело. Из закона Кирхгофа следует, что лучеиспускательная способность тела тем выше, чем больше его поглощательная способность. Этим и объясняется наивысшая лучеиспускательная способность абсолютно черного тела, так как для него А = 1, а следовательно, и ε = 1. Наоборот, тела, хорошо отражающие лучистую энергию, сами излучают мало, а для абсолютно белого и абсолютно прозрачного тел лучеиспускательная способность равна нулю.
Теплообмен лучеиспусканием между телами
Тела не только излучают, но также поглощают и отражают энергию, излучаемую окружающими телами. Количество тепла, отданного телом с абсолютной температурой Т1 окружающим его более холодным телам с абсолютной температурой Т2, составляет:
где ε – приведенная степень черноты системы, F – условная расчетная поверхность теплообмена.
|