Теплове випромінювання

Нагріте тіло випромінює теплову енергію. Передача теплової енергії проходить з допомогою електромагнітних хвиль довжиною 0,4 ÷ 400мкм і

частотою 7,5 (10⁸÷10¹¹) Гц.

В залежності від агрегатного стану нагрітого тіла в випромінюванні приймає участь тонкий поверхневий шар (у металів товщиною

0,0005 мм) або весь об’єм, якщо тіло газоподібне. Зустрічаючи на своєму шляху тверді, рідкі або газоподібні тіла теплові промені частково поглинаються, частково відбиваються, частково пропускаються через ці тіла.

Промені, які поглинаються знову переходять в теплову енергію.

Qа – поглощається;

QR – відбиваються;

QД – пропускаються;

Q = QA + QR + QД

Q

QR

Q а
	QД

Позначимо

Тоді А+R+Д=1

Якщо А=1, то R=Д=О, це значить, що все випромінювана енергія поглинається таку властивість має абсолютно чорне тіло.

Якщо R+1, то А=Д=О, тобто промислова енергія відбивається , таку властивість має абсолютно дзеркальне тіло, якщо відбивання проходить згідно законів геометричної оптики, і абсолютно біле тіло, якщо відбивання дифузійне.

Якщо Д=1, то А=R=O. В цьому разі вся випромінювана енергія повністю проходить через тіло.

Таку властивість має абсолютно прозоре тіло.

Всі ці абсолютні тіла – умовні. Реальні тіла одночасно поглинають, відбивають і пропускають випромінювану енергію.

Основні закони теплового випромінювання

Закон Стефана - Больцмана

Поверхнева цільність теплового потоку випромінювання абсолютно чорного тіла пропорціональна температурі тіла в 4-й степені вираженій в Кельвінах.

(Вт/м2)

де С_о - коефіцієнт випромінювання абсолютного чорного тіла

.

Для реальних тіл.

с – коефіцієнт випромінювання даного тіла.

С = Е · Со

де E – ступінь чорноти тіла дана в табл. № 6 Долотов Г.П. і Кондаков Е.А. «Печи і сушила литейного производства»

2.Закон Кірхгофа.

Відношення поверхневої цільності теплового потоку випромінювання тіла до його коефіцієнту поглинання є величина постійна для всіх тіл з однаковою температурою.

···

Де

q_о і A_о – відповідно поверхнева щільність і коефіцієнт поглинання

абсолютно чорного тіла. Для абсолютно чорного тіла А₀= 1, тоді

закон Кірхгофа можно записати

Крім законів Стефана – Больцмана і Кірхгофа є ще закони Планка, Віна, Ламберта, які також описують процеси теплового випромінювання.