Закон вина устанавливает связь между

Законы лучистого теплообмена

Закон Планка устанавливает зависимость между спектральной интенсивностью излучения абсолютно черного тела и абсолютной температурой тела. Под спектральной интенсивностью излучения (интенсивностью излучения) понимают отношение плотности полусферического излучения тела к рассматриваемому диапазону длин волн

Планк установил, что изменение интенсивности излучения по длинам волн для абсолютно черного тела подчиняется следующему закону

(162)

где – интенсивность излучения абсолютно черного тела, Вт/м 3 ;

с1 = 3,74·10 -16 Вт·м 2 – первая постоянная Планка; — длина волны, м ; с2=0,0144 м·К – вторая постоянная Планка.

Закон Вина устанавливает связь ме

жду температурой и длиной волны на которую приходится максимум интенсивности излучения. Максимум интенсивности излучения с ростом температуры тела смещается в сторону более коротких длин волн

, мм (163)

3акон Стефана — Больцмана устанавливает связь между плотностью полусферического интегрального излучения абсолютно черного тела и абсолютной температурой тела. Плотность излучения абсолютно черного тела прямо пропорциональна абсолютной температуре в четвертой степени

(164)

где σ0, c0 – коэффициенты пропорциональности (постоянные излучения);

Для серых тел закон Стефана-Больцмана записывается в виде

, (165)

где с – коэффициент излучения серого тела.

Численные значения с для конкретных тел определяются опытным путем.

Сопоставление плотностей излучения серого и абсолютно черного тел при одинаковой температуре приводит к характеристике, называемой степенью черноты ε

(166)

где – степень черноты тела или относительная излучательная способность или, которая меняется от нуля (абсолютно белое тело) до единицы (абсолютно черное тело).

3акон Кирхгофа устанавливает связь между плотностью интегрального полусферического излучения и поглощательной способностью тел

(167)

т.е. отношение плотности полусферического интегрального излучения к поглощательной способности одинаково для всех тел имеющих одинаковую температуру и равно плотности интегрального полусферического излучения абсолютно черного тела при той же температуре

Из сопоставлении уравнений (166 и 167) следует

(168)

Учитывая, что по определению получаем , т.е. поглощательная способность и степень черноты тела численно равны между собой.

Из закона Кирхгофа также следует, что большей плотностью излучения обладают тела с большей поглощательной способностью и наоборот.

3акон Ламберта устанавливает связь между количеством излучаемой энергии и направлением излучения. Согласно этому закону количество энергии, излучаемое элементом поверхности абсолютно черного тела в направлении элемента поверхности (рис. 18) определяется следующим образом

(169)

ду нормалью к излучающей поверхности и направлением излучения.

Наибольшее значение соответствует направлению нормали к поверхности ( =0). Для реальных тел закон Ламберта выполняется лишь приближенно.

11.2. Основные законы теплового излучения

Закон Планка. Интенсивности излучения абсолютно черного тела Is l и любого реального тела I l зависят от температуры и длины волны.

Абсолютно черное тело при данной температуре испускает лучи всех длин волн от l = 0 до l = ¥ . Если каким-либо образом отделить лучи с разными длинами волн друг от друга и измерить энергию каждого луча, то окажется, что распределение энергии вдоль спектра различно.

По мере увеличения длины волны энергия лучей возрастает, при некоторой длине волны достигает максимума, затем убывает. Кроме того, для луча одной и той же длины волны энергия его увеличивается с возрастанием температуры тела, испускающего лучи (рис.11.1).

Планк установил следующий закон изменения интенсивности излучения абсолютно черного тела в зависимости от температуры и длины волны:

Is l = с1 l -5 / (е с/( l Т) – 1) , (11.5)

где е — основание натуральных логарифмов; с1 = 3,74*10 -16 Вт/м 2 ; с2 = 1,44*10 -2 м*град; l — длина волны, м; Т — температура излучающего тела, К.

Из рис.11.1 видно, что для любой температуры интенсивность излучения Is l возрастает от нуля (при l =0) до своего наибольшего значения, а затем убывает до нуля (при l = ¥ ). При повышении температуры интенсивность излучения для каждой длины волны возрастает.

Закон смещения Вина. Кроме того, из рис.11.1 следует, что максимумы кривых с повышением температуры смещаются в сторону более коротких волн. Длина волны l ms, отвечающая максимальному значению Is l , определяется законом смещения Вина:

С увеличением температуры l ms уменьшается, что и следует из закона.

Пользуясь законом смещения Вина, можно измерять высокие температуры тел на расстоянии, например, расплавленных металлов, космических тел и др.

Закон Стефана-Больцмана. Планк установил, что каждой длине волны соответствует определенная интенсивность излучения, которая увеличивается с возрастанием температуры. Тепловой поток, излучаемый единицей поверхности черного тела в интервале длин волн от l до l + d l , может быть определен из уравнения

Элементарная площадка на рис.11.1, ограниченная кривой Т = const, основанием d l l ординатами l и l + d l (Is l ) определяет количество лучистой энергии dEs и называется лучеиспускательной способностью абсолютно черного тела для длин волн dл. Вся же площадь между любой кривой Т = const и осью абсцисс равна интегральному излучению черного тела в пределах от l = 0 до l = ¥ при данной температуре.

Подставляя в уравнение (11.7) закон Планка и интегрируя от от l = 0 до l = ¥ , найдем, что интегральное излучение (тепловой поток) абсолютно черного тела прямо пропорционально четвертой степени его абсолютной температуры (закон Стефана-Больцмана).

где Сs = 5,67 Вт/(м 2 *К 4 ) — коэффициент излучения абсолютно черного тела

Отмечая на рис.11.1 количество энергии, отвечающей световой части спектра (0,4—0,8 мк), нетрудно заметить, что оно для невысоких температур очень мало по сравнению с энергией интегрального излучения. Только при температуре солнца

6000К энергия световых лучей составляет около 50% от всей энергии черного излучения.

Все реальные тела, используемые в технике, не являются абсолютно черными и при одной и той же температуре излучают меньше энергии, чем абсолютно черное тело. Излучение реальных тел также зависит от температуры и длины волны. Чтобы законы излучения черного тела можно было применить для реальных тел, вводится понятие о сером теле и сером излучении. Под серым излучением понимают такое, которое аналогично излучению черного тела имеет сплошной спектр, но интенсивность лучей для каждой длины волны I l при любой температуре составляет неизменную долю от интенсивности излучения черного тела Is l , т.е. существует отношение:

Величину e называют степенью черноты. Она зависит от физических свойств тела. Степень черноты серых тел всегда меньше единицы.

Большинство реальных твердых тел с определенной степенью точности можно считать серыми телами, а их излучение — серым излучением. Энергия интегрального излучения серого тела равна:

Е = e *Es = С* (Т/100) 4 . (11.10)

Лучеиспускательная способность серого тела составляет долю, равную е от лучеиспускательной способности черного тела.

Величину С = e *Es называют коэффициентом излучения серого тела. Величина С реальных тел в общем случае зависит не только от физических свойств тела, но и от состояния поверхности или от ее шероховатости, а также от температуры и длины волны. Значения коэффициентов излучения и степеней черноты тел берут из таблиц.

Степень черноты полного нормального излучения

Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Вина закон смещения

Итак, закон Стефана — Больцмана, закон смещения Вина, являющиеся частными случаями формулы Планка, и сама формула Планка дают возможность рассчитать необходимые параметры теплового источника света. [c.142]

Используя формулу Планка и закон смещения Вина, легко показать, что [c.19]

Закон Вина (закон смещения) — устанавливает, что произведение длины волны максимального излучения акс на температуру Т — величина постоянная [c.59]

Характер смещения максимума кривой распределения энергии в спектре излучения абсолютно черного тела в зависимости от температуры выражается законом смещения Вина (который непосредственно может быть выведен из формулы Планка) длина [c.18]

Излучение факела, содержащего углеродные частицы, как и излучение газов, имеет избирательный характер. Кроме того, с уменьшением температуры факела резко снижается степень его черноты. Это объясняется тем, что при снижении температуры максимум энергии излучения перемещается в сторону более длинных волн (закон смещения Вина) и углеродные частицы, мало прозрачные для коротких волн, оказываются более прозрачными для длинных волн, несущих максимум энергии излучения. [c.160]

Если проследить за изменением месторасположения максимумов кривых спектральной интенсивности излучения, легко заметить, что с повышением температуры абсолютно черного тела они смещаются в сторону меньших длин волн (рис. 1). Это перемещение описывается известным законом смещения Вина. Закон смещения вытекает из формулы Планка и устанавливает следующую зависимость длины волны X, соответствующей максимальной интенсивности излучения, от температуры [c.7]

Согласно закону смещения Вина максимум спектральной плотности потока излучения черного тела, определяемый условием А/ (Я,, Т) дХ=-0, соответствует фиксированному значению ХТ [c.453]

Это уравнение носит название закона смещения Вина. Этот закон является теоретической основой определения температуры по свечению тела. [c.237]

Если требуемое соотношение должно иметь форму закона смещения Вина, то необходимо принять, что нс Ш 1 следовательно, — 1 [c.399]

Зависимость (11.23) называют законом смещения Вина. Закон Вина устанавливает связь между температурой излучателя и длиной волны, соответствующей наибольшей интенсивности излучения. По закону Вина максимальное значение интенсивности теплового излучения с повышением температуры смещается в сторону коротких волн. [c.273]

Рэлей обратил внимание на некоторые ощибки в выводе закона смещения Вина. Исправление этих ошибок (и применение дальнейших поправок Джинса к результатам Рэлея) приводит к соотношению [c.12]

Вина закон излучения и закон смещения [c.437]

Закон Планка дополняется законом смещения Вина, который дает зависимость между температурой тела и длиной волны, соответствующей максимуму излучения, [c.22]

Представьте в графической форме закон смещения Вина, закон Рэлея — Джинса и закон Планка прн температуре 1200 К и вплоть до частоты 6-Юч Гц. В уравнении, описывающем закон Впиа, примите а = 8лЛ/с и [c.25]

Длина электромагнитных волн, на которую приходится максимум излучения, согласно известному закону смещения Вина, обратно пропорциональна абсолютной температуре излучающего тела. Следовательно, чем выше температура излучающего тела, тем в более короткой области длин волн лежит максимум излучения. При обычных для промышленных аппаратов температурах, редко превышающих 1000 С, максимум излучения лежит в инфракрасной области спектра с длиной волны от 10 до 0,2 мм. [c.212]

Площадь, заключенная между каждой кривой и осью абсцисс, выражает полную (интегральную) плотность излучения абсолютно черного тела при данной температуре (закон Стефана—Больцмана). Ордината максимума излучения пропорциональна 7 [см. формулу (1.34)], а абсцисса этого максимума указывает, как смещается распределение энергии в спектре согласно закону смещения Вина. Если необходимо знать зависимость излучения абсолютно черного тела от тем- [c.25]

Как можно видеть из рис. 127, длина волны, соответствующая максимальной интенсивности, зависит от температуры источника. Этот эффект описывается законом смещения Вина [9] [c.247]

Особенность работы в инфракрасной области спектра определяется малой интенсивностью источников излучения со сплошным спектром, работающих при сравнительно низкой температуре излучения — 1400—1600° С. Повышение температуры источника хотя и повысило бы его яркость, но сократило бы срок его службы и, кроме того, в соответствии с законом смещения Вина привело бы к сдвигу максимума излучения в коротковолновую область спектра, что имело бы следствием резкое повышение количества рассеянного света. [c.259]

Пользуясь законом смещения Вина, по положению максимума можно определить абсолютную температуру тела. Этот метод и используется в цветовых пирометрах. [c.161]

Видимый свет начинает появляться при нагреве светящегося тела примерно до 700°, а в некоторых случаях и выше, С повышением температуры спектральный максимум излучения смещается в сторону более коротких волн (закон смещения Вина). Длина волны света в ангстремах, соответствующая максимуму излучения при данной температуре Т в градусах абсолютной шкалы, определяется выраже- нием [c.20]

Постоянная закона Стефана — Больцмана (7 = 5,67283 10 5 0,0037 — 10 эрг см 2 град- сек- . Постоянная закона смещения Вина [c.18]

Нагретые тела в качестве источников. Любое вещество при температуре выше абсолютного нуля испускает излучение вследствие теплового движения электронов. Природа теплового излучения применительно к идеальному источнику, называемому абсолютно черным телом, хорошо изучена. На рис. 2-5 показано, как распределяется энергия излучения абсолютно черного тела по длинам волн при различных температурах [1]. Связь длины волны, соответствующей максимуму энергии Ятах, с температурой Т описывается законом смещения Вина [c.26]

На рис. 1 приведено семейство кривых зависимости относительной интенсивности излучения абсолютно черного тела от длины волны при нескольких температурах. Эти кривые одновременно иллюстрируют сдвиг максимума излучения в сторону более коротких волн с увеличением температуры в соответствии с законом смещения Вина Ятах = 2897,2/Г (мк). Из графиков видно также значительно более быстрое увеличение интенсивности коротковолнового излучения по сравнению с длинноволновым по мере роста температуры. Из этих соображений легко сделать вывод, что наиболее удобен источник, имеющий макси- [c.9]

Важно знать количество энергии в единице объема пространства и спектральный состав излучения, т. е. распределение этой энергии по длинам воли.. Эти вопросы имеют большое практическое значение. Уже давно было установлено, что общий запас энергии единицы объема пустого пространства пропорционален четвертой степени абсолютной температуры (закон Стефана — Больцмана). Для каждой температуры существует некоторая длина волны, на которую приходится максимальная энергия излучения. Оказывается, что длина этой волны обратно пропорциональна абсолютной температуре (закон смещения Вина) — с повышением температуры она становится меньше. Поэтому так называемое красное каление с повышением температуры переходит в белое каление, которому отвечает более коротковолновое излучение. Опытные металлурги могут по характеру свечения раскаленного металла довольно точно на глаз определять его температуру. Указанный закон смещения лежит в основе оптических способов измерения высоких температур по соотношению в излучении волн различной длины. [c.231]

Закон смещения Вина-, произведение из длины волны t-u, которой в спектре излучения чёрного тела соответствует максимум энергии, на абсолютную температуру равно постоянной величине [c.315]

Закон смещения Вина соблюдается точно. Целый ряд тел обладает свойствами серого тела на значительном [c.317]

Постоянная закона смещения Вина. . . 0,288 см-град 0,2897 см-град [c.741]

Согласно закону Планка энергия монохроматического излучения при любой температуре изменяется от О при Я=0 до максимального значения и вновь обращается в О при Я->оо. При любой длине волны она возрастает с увеличением температуры, однако значения, соответствующие малым длинам волн, возрастают быстрее, так что максимальное значение смещается в сторону малых длин волн по мере повышения температуры. Положение максимума обратно пропорционально абсолютной температуре (закон смещения Вина), что вытекает из уравнения (П1-97). Соотношение имеет вид Ягаа 7 =2,885 10 3 лг °К-Степень черноты поверхпости 8 (или, более точно, полное полусферическое излучение), в отличие от энергии. монохроматического излучения е/, (коэффициента излучения при длине волны %) и от энергии направленного излучения 80 (коэффициента излучения в направлении, составляющем угол 0 с нормалью к поверхности), изменяется в зависимости от температуры поверхности, шероховатости ее, а также от наличия окислов на металлической поверхности. [c.228]

Изучая распределение энергии в спектре излучения абсолютно черного тела, немецкий физик В. Вин в 1894 г. установил, что излучение достигает максимума при определенной длине волны к, причем каждому значению температуры Т черного тела соответствует длина волны Ятах, опредбляющая максимум излучения. Положение максимума кривых распределения энергии в спектре излучения определяется законом смещения Вина длит волны Кта , соответствующая максимуму излучательной способности абсолютно черного тела гх черн), обратно пропорциональна абсолютной температуре [c.22]

По формуле Планка можно найти длину волны, соответствующую максимуму излучения. Для этого надо продифференцировать уравнение (1.36) или (1.37) по А, и приравнять производную нулю. Подставляя в полученное выражение значения коэффициентов С. и z, найдем, что для Ятах, выраженной в микронах, 7Атах» «2898, т. е. получим выражение закона смещения Вина, который также является следствием закона излучения Планка. [c.25]

Смотреть страницы где упоминается термин Вина закон смещения: [c.51] [c.268] [c.80] [c.448] [c.12] [c.531] [c.41] [c.37] [c.22] [c.76] [c.471] Процессы и аппараты химической технологии Часть 1 (2002) — [ c.273 , c.274 ]

Процессы и аппараты химической технологии Часть 1 (1995) — [ c.273 , c.274 ]

Вина закон излучения

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . 1969—1978 .

Смотреть что такое «Вина закон излучения» в других словарях:

ВИНА ЗАКОН ИЗЛУЧЕНИЯ — закон распределения энергии в спектре равновесного излучения в зависимости от абс. темп ры Т. Открыт нем. физиком В. Вином (W. Wien), к рый в 1893 вывел ф лу для общего вида распределения энергии в спектре равновесного излучения (названную… … Физическая энциклопедия

ВИНА ЗАКОН ИЗЛУЧЕНИЯ — устанавливает распределение энергии в спектре абсолютно черного тела в зависимости от температуры. Частный случай Планка закона излучения для больших частот. Выведен в 1893 В. Вином … Большой Энциклопедический словарь

Вина закон излучения — устанавливает распределение энергии в спектре абсолютно чёрного тела в зависимости от температуры. Частный случай Планка закона излучения для больших частот. Выведен в 1893 В. Вином. * * * ВИНА ЗАКОН ИЗЛУЧЕНИЯ ВИНА ЗАКОН ИЗЛУЧЕНИЯ, устанавливает… … Энциклопедический словарь

ВИНА ЗАКОН СМЕЩЕНИЯ — закон, утверждающий, что длина волны l,макс, на к рую приходится максимум энергии в спектре равновесного излучения, обратно пропорциональна абс. темп ре T излучающего тела: lмаксT=b (b постоянная Вина). В. з. с. является следствием формулы Вина… … Физическая энциклопедия

закон излучения Вина — [Wien s radiation law] распределения энергии в спектре равновесного излучения в зависимости от абсолютной температуры (T). Открыт немецким физиком В. Вином, который в 1883 г. вывел формулу для общего вида распределения энергии в спектре… … Энциклопедический словарь по металлургии

закон излучения Кирхгофа — [Kirchhoffs radiation law) отношение излучательной способности ε0(λ, Т) тел к их поглощательной способности α(λ, Т) не зависит от природы излучения тела, равно излучательной способности абсолютно черного тела ε(λ, Т) не зависит от длины волны… … Энциклопедический словарь по металлургии

закон излучения Планка (формула Планка) — [Planck s radiation law] закон распределения энергии в спектре равновесного излучения при определенной температуре. Был впервые выведен немецким физиком М. Планком в 1900 г. на основе гипотезы о том, что энергия испускается дискретными порциями… … Энциклопедический словарь по металлургии

закон излучения Стефана — Больцмана — [Stefan Boltzmann radiation law] закон, устанавливающий пропорциональность 4 й степени абсолютной температуры T, полной объемной плотности ρ равновесного излучения (ρ = α • Т4, где α постоянная) и связанной с ней полной испускательной способности … Энциклопедический словарь по металлургии

Закон излучения Стефана — Больцмана — Закон Стефана Больцмана закон излучения абсолютно чёрного тела. Определяет зависимость между мощностью излучения энергии нагретым телом и температурой нагрева. Формулировка закона: Мощность излучения абсолютно чёрного тела прямо пропорциональна … Википедия

закон излучения Вина — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN Wien radiation law … Справочник технического переводчика

Законы теплового излучения

Законы теплового излучения получены применительно к идеальному абсолютно черному телу и термодинамическому равновесию. Равновесное излучение – это то, при котором все тела, входящие в данную излучательную систему принимают одинаковую температуру, т.е. тепловое излучение имеет динамический характер. При одинаковых температурах каждое из тел как испускает так и поглощает лучистую энергию в одинаковых количествах, т.е. Qрез= 0.

Закон Планка.Испускание энергии по длинам волн происходит неравномерно и зависит от температуры. Зависимость спектральной плотности потока излучения от длины волны и температуры устанавливается законом Планка (1900г.)

Вт/м 3 ,

— длина волны, м;

с1 = 5,944·10 -17 – первая константа излучения, Вт·м 2 ;

с2 = 1,44·10 -2 – вторая константа излучения, м·К.

Закон Планка получен теоретическим путем. Согласно этому закону каждой длине волны соответствует своё значение спектральной плотности потока излучения.

Из закона следует:

— с повышением температуры энергия излучения существенно повышается;

— максимум интенсивности излучения с повышением температуры смещается в сторону коротких длин волн.

Закон Планка имеет два предельных случая:

Закон Релея-Джинса.К одному из них относится случай, когда велико по сравнению с постоянной с2, при этом можно ограничиться двумя слагаемыми разложения экспоненциальной функции в ряд по степеням. Тогда

.

Закон Вина.Второй предельный случай соответствует малому значению произведения по сравнению с постоянной с2. Тогда закон Планка переходит в закон Вина (1893г.)

.

Приравнивая производную этого уравнения нулю, получаем:

max·Т=2,8978·10 -3 ,

где λmax – длина волны, которой соответствует максимальная плотность излучения.

Эта зависимость выражает закон смещения Вина, согласно которому максимальное значение спектральной плотности потока излучения с повышением температуры сдвигается в сторону более коротких волн. Используя эту закономерность по данным спектрального анализа можно оценивать температуру излучателя.

Проведена оценка температуры поверхности солнца:

м Тпов=5700К.

Закон Стефана- Больцмана.Закон Стефана-Больцмана устанавливает зависимость плотности потока интегрального полусферического излучения от температуры. Эта зависимость впервые экспериментально была установлена Стефаном в 1879г. Позднее в 1884г. она теоретически, исходя из законов термодинамики, была получена Больцманом. Этот закон может быть получен и при использовании закона Планка.

Закон Стефана-Больцмана для поверхностной плотности потока интегрального излучения можно выразить следующим образом

,

где постоянная Стефана-Больцмана, =5,67·10 -8 Вт/(м 2 К 4 ).

Для удобства теоретических расчетов это выражение можно записать в следующем виде:

,

где со=5,67 Вт/(м 2 К 4 ) – излучательная способность абсолютно черного тела.

Закон Стефана-Больцмана может быть применен к серым телам

,

где коэффициент теплового излучения, , безразмерный коэффициент, характеризующий величину собственного излучения тела при данной температуре в долях от излучения абсолютно черного тела при той же температуре;

с — излучательная способность серого тела, 0 2 К 4 ).

В общем случае излучательная способность тела зависит от температуры и состояния поверхности тела.

Согласно закону Стефана-Больцмана, все тела излучают тепловую энергию, если их температура отлична от 0К.

Закон Кирхгофа.Закон Кирхгофа (1882г.) устанавливает количественную связь между энергиями излучения и поглощения поверхностями серых и абсолютно черных тел. Согласно этому закону, в условиях термодинамического равновесия для замкнутой системы тел, отношение энергии излучения к энергии поглощения не зависит от природы тел и равно энергии излучения абсолютно черного тела при той же температуре

.

Согласно закону Стефана-Больцмана

.

Тогда, можно записать . Следствием чего является равенство коэффициентов теплового излучения и поглощения

.

Закон Ламберта.Закон Стефана-Больцмана определяет суммарное излучение поверхности тела по всем направлениям полупространства, но излучаемая телом лучистая энергия распространяется в пространстве по разным направлениям с различной интенсивностью. Закон, устанавливающий зависимость интенсивности излучения от направления, называется законом Ламберта.

Закон Ламберта устанавливает, что количество лучистой энергии, излучаемое элементом поверхности dF1 в направлении элемента dF2 пропорционально количеству энергии, излучаемой по нормали dQn на величину пространственного угла и на угла между нормалью и линией, соединяющей центры площадок

.

Т.е. максимум лучистой энергии излучения приходится на перпендикуляр, направленный к поверхности излучения.

Вопросы к теме 14.

1. Какова природа энергии излучения?

2. Какой величиной характеризуются электромагнитные колебания? Классификация электромагнитного излучения в зависимости от длины волны.

3. Виды лучистых потоков.

4. Что называют поглощательной, пропускательной и отражательной способностью тела?

5. Какие тела называют абсолютно черными, абсолютно зеркальными, абсолютно прозрачными?

6. Что называют лучистым теплообменом?

7. Результирующий поток излучения. Способы его определения.

8. Закон Планка и его графическое изображение.

9. Закон Кирхгофа и его анализ.

10. Закон Стефана-Больцмана.

11. Что называют излучательной способностью тела?

12. Что называют коэффициентом теплового излучения?

Дата добавления: 2016-07-11 ; просмотров: 3854 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Закон вина устанавливает связь между

Графически эта зависимость представлена на рис. 2.

Рис. 2. Зависимость спектральной излучательной способности абсолютно черного тела от длины волны и температуры тела

Закон смещения Вина

Как видно из графика рис. 2, при каждой температуре кривая зависимости E0 от  проходит через максимум.

С увеличением температуры абсолютно черного тела максимум спектральной излучательной способности абсолютно черного тела смещается в сторону коротких длин волн.

Длина волны max , на которую приходится максимум при температуре T, определяется по формуле:

, м,

где T – абсолютная температура, К.

Данное соотношение составляет содержание закона смещения Вина.

Закон Стефана – Больцмана

Этот закон устанавливает зависимость излучательной способности тела от его температуры. Для абсолютно черного тела:

,

где T – абсолютная температура тела, К;

С0 = 5,67 Вт/(м 2 ∙К 4 ) – коэффициент излучения абсолютно черного тела.

Излучательная способность абсолютно черного тела прямо пропорциональна четвертой степени абсолютной температуры тела.

Для серых тел излучательная способность меньше, чем у абсолютно черного тела при соответствующей температуре. Степень отличия излучательной способности серого тела от абсолютно черного при той же температуре характеризуется специальным показателем , называемым степенью черноты тела:

.

Тогда закон Стефана-Больцмана для серых тел будет иметь вид:

,

где C – коэффициент излучения серого тела.

С учетом закона Стефана-Больцмана степень черноты может быть выражена как отношение коэффициентов излучения серого тела к коэффициенту излучения абсолютно черного тела при той же температуре:

.

Степень черноты серого тела зависит от его температуры, рода материала и состояния поверхности. С увеличением шероховатости поверхности величина  заметно возрастает. Например, для тщательно полированной медной пластины  = 0,018, а для продолжительно нагревавшейся, покрытой тонким слоем окисной пленки  = 0,78.

Степень черноты определяется экспериментально, а в инженерной практике при выполнении расчетов находится по справочникам.

Закон Кирхгофа

Устанавливает связь между способностью тела излучать и поглощать энергию. Рассмотрим систему 2-х тел – произвольного серого и абсолютно черного, обменивающихся тепловым излучением между собой (рис. 3).

Поверхность серого тела поглощает тепловое излучение от абсолютно черного тела в количестве E0A, и само излучает энергию в количестве E. Тогда результирующая плотность потока теплового излучения от поверхности серого тела:

.

При одинаковой температуре T = T0 система находится в состоянии теплового равновесия, и результирующая плотность теплового потока серого тела будет равна нулю, т.е.

или .

Рис. 3. Схема теплообмена излучением между серым и абсолютно

Таким образом, закон Кирхгофа может быть сформулирован следующим образом: отношение излучательной способности серого тела к его поглощательной способности не зависит от природы тела и равно излучательной способности абсолютно черного тела при той же температуре.

Из закона Кирхгофа следует, что если тело обладает низкой поглощательной способностью, то оно обладает и низкой излучательной способностью (и наоборот). Например, металлические, хорошо полированные поверхности меньше излучают энергии, чем шероховатые поверхности при той же температуре. Это свойство используется, например, в конструкции тепловой изоляции с целью снижения тепловых потерь в окружающую среду от наземных теплотрасс.

Из закона Кирхгофа следует, что поглощательная способность серого тела равна его степени черноты:

.

Лучистым теплообменом называется процесс теплообмена излучением в системе двух и более тел. Одним из характерных случаев является лучистый теплообмен в замкнутой системе двух излучающих тел (рис. 4).

Рис. 4. Лучистый теплообмен в замкнутой системе 2-х тел

На основании законов теплового излучения получена зависимость, согласно которой результирующий тепловой поток в замкнутой системе 2-х тел Q12 определяется:

,

где – приведенный коэффициент излучения системы тел 1 и 2;

С1 и С2 – коэффициенты излучения соответственно 1-го и 2-го тела;

C0 – коэффициент излучения абсолютно черного тела;

F1 и F2 – площади поверхности соответственно 1-го и 2-го тела.

Если принять, что излучающая поверхность внешнего тела многократно превосходит поверхность внутреннего (F2 >> F1), то тогда Спр = С1,

.

Данное выражение положено в основу экспериментального метода определения коэффициента излучения и степени черноты материала центрального тела.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Закон — смещение — вино

Закон смещения Вина определяет длину волны, на которую приходится максимальная плотность распределения энергии теплового излучения черного тела по длинам волн. [1]

Закон смещения Вина и его константу можно получить из формулы Планка нахождением максимума функции ых г, для чего берется производная от ых т по X и приравнивается нулю. [2]

Закон смещения Вина , получаемый дифференцированием уравнения ( 77) по Я и приравниванием производной нулю, применим и для физических тел. [3]

Закон смещения Вина допускает целый ряд различных формулировок и, соответственно этому, ряд различных применений, часть которых может быть непосредственно проверена на опыте. [4]

Закон смещения Вина и его константу можно получить из формулы Планка нахождением максимума функции и т, Для чего берется производная от хг по Я, и приравнивается нулю. [5]

Закон смещения Вина применим и для физических тел. [7]

Закон смещения Вина устанавливает связь между длиной волны Аот, отвечающей максимальному значению интенсивности излучения, и температурой ( при повышении температуры в диаграмме y J s, х X максимумы изотерм функции J s / ( Х, Т) смещаются в сторону уменьшения X ( см. фиг. [9]

Закон смещения Вина вытекает из существования эффекта Допплера. Как известно, покоящемуся наблюдателю представляется, что частота волнового движения, источник которого движется, изменена. [10]

По закону смещения Вина максимум энергии в спектре излучения тела с повышением температуры перемещается в сторону более коротких волн. [11]

Согласно закону смещения Вина , при изменении температуры раскаленного черного тела его лучистая энергия перераспределяется по длинам волн спектра. Следствием этого является изменение цвета тела при изменении его температуры. Действительно, из опыта известно, что излучение нагретого тела при низких температурах ( — 550 С) состоит из красных лучей. Причем по мере повышения температуры цвет излучения переходит от темно-красного к красному, оранжевому, желтому и белому. Это явление позволяет определять температуру тела по его цвету. Известно, что в старину опытные заводские мастера судили о температуре раскаленных тел по его цвету. [12]

Вопреки закону смещения Вина на рисунке максимум излучения при более высокой температуре приходится не на более короткую, а на более длинную волну. [13]

Отсюда получаем закон смещения Вина в форме ( vmax / T) b, где постоянная Ъ равна 2 85 / А. [14]

Мы получили закон смещения Вина : частота, соответствующая максимуму излучения абсолютно черного тела, пропорциональна температуре. [15]

Смотрите еще:

  • Агентство строительной экспертизы Организация ООО "Агентство строительной экспертизы" Состоит в реестре субъектов малого и среднего предпринимательства: с 01.08.2016 как микропредприятие Специальные налоговые режимы: упрощенная система налогообложения (УСН) Юридический […]
  • Ооо буква закона Организация ООО "Буква Закона" Состоит в реестре субъектов малого и среднего предпринимательства: с 01.08.2016 как микропредприятие Специальные налоговые режимы: упрощенная система налогообложения (УСН) Юридический адрес: 644010, Омская […]
  • Виды режимов имущества супругов брачный договор раздел имущества Законный и договорной режим имущества супругов Рассмотрим все вопросы, касающиеся законного и договорного имущества супругов. Знакомство с данным материалом внесет полную ясность в понимание как сути этих режимов, так и применения их на […]
  • Закон и порядок 24 Организация ООО "ЗАКОН И ПОРЯДОК 24" Состоит в реестре субъектов малого и среднего предпринимательства: с 10.12.2016 как микропредприятие Специальные налоговые режимы: упрощенная система налогообложения (УСН) Юридический адрес: 127282, […]
  • Информ патент Организация ООО "АИС ПОЛИ-ИНФОРМ-ПАТЕНТ" Состоит в реестре субъектов малого и среднего предпринимательства: с 01.08.2016 как микропредприятие Специальные налоговые режимы: упрощенная система налогообложения (УСН) Адрес: Г […]
  • Барс коллегия адвокатов Организация КОЛЛЕГИЯ АДВОКАТОВ "БАРС" Юридический адрес: 650004, Кемеровская область, г Кемерово, Центральный, ул Гагарина, д 52. ОКФС: 16 - Частная собственность ОКОГУ: 4210014 - Организации, учрежденные юридическими лицами или […]
  • Закон сохранения информация Закон сохранения информации Автор: Владимир Поляков, RA3AAE Все статьи на CQHAM.RU Все статьи категории "В помощь радиолюбителю" "Ничего нет нового под Луной" (Экклезиаст) "Шила в мешке не утаишь" (Народная пословица) "И если, […]
  • Адреса арбитражных судов города москвы Арбитражный суд г. Москвы Адрес суда: 115191, Москва, ул. Большая, Тульская, д, 17 Адрес арбитражного суда до 29 мая 2009 года здесь. Реквизиты для уплаты госпошлины при подаче заявлений в Арбитражный суд г. Москвы Получатель: УФК […]