Головна

Основні закони випромінювання абсолютно чорного тіла (АЧТ)

  1.  I. Основні проблеми народонаселення Росії
  2.  II. Основні завдання Гостехкомиссии Росії
  3.  II. Основні правила ведення бухгалтерського обліку
  4.  II. Основні принципи
  5.  II. Основні вимоги до відбору клінічного матеріалу для бактеріологічного дослідження
  6.  II. Основні етапи І НАПРЯМКИ РОЗВИТКУ ЕТИКИ
  7.  II. Мовознавство і його основні розділи.

Абсолютно чорних тіл в природі не існує. В якості моделі АЧТ використовують отвір в стінці непрозорою порожнини з розмірами багато менше самої порожнини. При рівномірному нагріванні всієї поверхні порожнини даний отвір за своїми властивостями наближається до абсолютно чорного тіла, т. Е. Поглинає все падаюче на нього випромінювання і саме при цьому є ідеальним випромінювачем - випромінює максимально можливу кількість енергії.

Розрахунок власного випромінювання реальних тіл заснований на законах випромінювання АЧТ.

закон Планка

У 1900 році на основі квантової теорії німецький фізик Макс Планк вивів закон, що встановлює залежність спектральної інтенсивності випромінювання абсолютно чорного тіла ( ) Від довжини хвилі ( ) І абсолютної температури (Т) -  . Цей закон носить ім'я Планка і має вигляд:

,  (8.24)

де T - абсолютна температура абсолютно чорного тіла, К; З1 і С2 - Коефіцієнти, пов'язані з універсальними фізичними константами наступними співвідношеннями: ;  , в яких  м / с - швидкість світла у вакуумі;  Дж · с - постійна Планка;  Дж / K - постійна Больцмана.

Графік залежності  зображений на рис. 8.5. Аналіз цього графіка дозволяє зробити наступні висновки:

- залежність  має екстремальний характер;

- Зі зростанням температури довжина хвилі  , При якій спостерігається максимум спектральної щільності потоку випромінювання АЧТ, зменшується.

Мал. 8.5. Спектральна щільність потоку випромінювання АЧТ

закон Вина

Довжина хвилі, при якій спостерігається максимальне значення спектральної щільності потоку власного випромінювання  і температура пов'язані обернено пропорційною залежністю:

 . (8.25)

Цей закон є наслідком закону Планка. Однак він був отриманий Вином раніше (в 1893 році) і тому носить його ім'я. знаючи  , За формулою (8.14) легко знайти температуру випромінювача.

Закон Стефана-Больцмана

Закон Стефана-Больцмана за умови термодинамічної рівноваги встановлює зв'язок щільності потоку власного випромінювання поверхні АЧТ (Е0) З його абсолютною температурою (Т):

 , Вт / м2, (8.26)

де s0 = 5,67 ? 10-8 Вт / (м2? К4) - Постійна Стефана-Больцмана.

У розрахунках на калькуляторі закон Стефана-Больцмана зручно застосовувати в наступному вигляді:

 , (8.27)

де  = 5,67 Вт / (м2? К4) - Коефіцієнт випромінювання абсолютно чорного тіла.

Закон Стефана-Больцмана був експериментально встановлений Стефаном в 1879 році, а теоретично обгрунтований Больцманом в 1884 і Планком в 1901 роках.




 Диференціальні рівняння конвективного теплообміну |  Основні положення теорії подібності |  Конвективная тепловіддача при вільному русі текучого середовища |  Конвективная тепловіддача при вимушеному русі текучого середовища в трубах і каналах |  Конвективная тепловіддача при вимушеному зовнішньому обтіканні тіл |  Алгоритм розрахунку коефіцієнта теплоотдачіпо критеріальним рівнянням |  Тема 7. теплообмін при фазових перетвореннях |  Тепловіддача при конденсації пари |  Тепловіддача при кипінні рідин |  Тема 8. Теплообмін випромінюванням |

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати