Законы теплового излучения.

Закон Кирхгофа. Отношение спектральной излучательности к спектраль- ной поглощательной возможности тела не находится в зависимости от природы тела, оно является для всех тел универсальной функцией частоты (длины волны) и температуры

(11.3)

Универсальная функция Кирхгофа - есть не что другое, как спектральная излучательность а.ч.т., потому что для него аυ,T = 1.

Закон Стефана-Больцмана Законы теплового излучения.. Интегральная излучательность (энергетическая светимость) а.ч.т. пропорциональна четвертой степени его термодинамической температуры

σT4 (11.4)

где σ = 5,672·10-8 Bm/м2·K4 - коэффициент пропорциональности, который носит заглавие неизменной Стефана-Больцмана.

Если излучение происходит в среде, имеющей температуру Т0, то отдача телом тепла (энергии) Q в единицу времени с единицы площади поверхности по закону Стефана-Болъцмана

(11.5)

Закон Законы теплового излучения. смещения Вина (1-ый закон Вина). Длина волны λmax, соответственная наибольшей спектральной излучательности а.ч.т., назад пропорциональна его абсолютной температуре

где b = 2,89·10-3 м ·K - неизменная Вина.

2-ой закон Вина. Наибольшая спектральная излучательность а.ч.т. пропорциональна пятой степени абсолютной температуры

где c = 1,29· 10-5 Вт/ (м3 К5 ).

Формула Планка. На Законы теплового излучения. базе квантовых представлений об излучении и поглощении электрического излучения атомами и молекулами тел аналитическое выражение универсальной функции Кирхгофа, приобретенное Планком, имеет вид

(11.6)

где h = 6,62·10-34 Дж·с - неизменная Планка.

Совокупа способов измерения больших температур, основанных на законах термического излучения, а именно на использовании зависимости излучательности тела от его температуры, именуется оптической пирометрией. Приборы, которые Законы теплового излучения. используются в оптической пирометрии, именуются пирометрами излучения. Они бывают 2-ух видов: радиационные и оптические. В радиационных пирометрах регится интегральное термическое излучение исследуемого нагретого тела. В оптических пирометрах — излучение в каком-либо узеньком интервале частот (длин волн) т.е. монохроматическое излучение.

Под яркостной температурой Тя, измеряемой оптическими пирометрами, понимается такая Законы теплового излучения. температура а.ч.т., при которой его спектральная излучательность (излучательность для определенной частоты излучения υ0) равна спектральной излучательности (25) исследуемого тела для той же частоты. Учтем, что Потому что для всех «серых» тел а(υ0,Т) < 1, то r(υ0 ,Тя)

При помощи яркостной температуры можно вычислить настоящую Законы теплового излучения. температуру Т, при всем этом нужно знать поглощательную способность тела при той же частоте излучения и саму частоту υ0.

Лп

Рис. 11.1.

Методика измерения оптическим пирометром с исчезающей нитью заключается в последующем. При помощи объектива О пирометра (рис. 11.1) изображение светящейся поверхности S нагретого тела, температуру которого нужно найти, совмещается с фокальной плоскостью Законы теплового излучения. нити накала

Рис. 11.2. лампы пирометра Лп.Яркость накала этой нити регулируется реостатом Rn, расположенным в пирометре. Управление реостатом осуществляется при помощи рифленого кольца, размещенного на корпусе пирометра поблизости измерительной шкалы. Светящаяся поверхность S и изображение нити накала лампы Лп наблюдаются через окуляр O1. Для выделения монохроматического излучения, соответственного длине волны красноватого света λ0 = 660 нм Законы теплового излучения., вводится красноватый светофильтр Ф. Вращением рифленого кольца подбирается такое значение силы тока через пирометрическую нить, при котором для длины волны λ0 ее излучательность становится равной излучательности исследуемого тела Л. При ублажении этого условия нить пирометра (либо ее часть) не будет выделяться на фоне светящейся коже S (рис Законы теплового излучения.. 11.2).

Миллиамперметр пирометра проградуирован в градусах Цельсия по излучению полностью темного тела той же длины волны λ0.Таким макаром, пирометр покажет яркостную температуру.

В данной лабораторной работе употребляется оптический пирометр ОПИР-9. Он имеет шкалу с 2-мя пределами измерений: 800 -1400 °С и 1200 – 2000 оС. При измерении температур выше 1400 °С в целях сохранения неизменности черт Законы теплового излучения. лампы пирометра нужно в оптическую схему пирометра вводить ослабляющий дымчатый светофильтр, а отсчет температур при всем этом создавать по шкале 1200 - 2000 °С.

Вывод расчетной формулы. В качестве исследуемого тела в работе употребляется лампа накаливания Л (рис. 11.1) с вольфрамовой нитью. Ее излучение близко к излучению а.ч.т.

Мощность излучения Р Законы теплового излучения. с площади поверхности S нити при комнатной температуре То согласно закону Стефана-Больцмана (11.4) и соотношению (11.5) равна

P = RT·S = Q·S = σ(T4-T0 4)·S (11.7)

С другой стороны мощность излучения нити накаливания равна мощности электронного тока Рэл потребляемого ею

Pэл=IU, (11.8)

где I -сила тока,

U- напряжение в цепи лампы Л (рис. 11.1, а).

Приравняем (11.7) и Законы теплового излучения. (11.8), откуда получим расчетную формулу для опреде­ления численного значения неизменной Стефана-Больцмана

(11.9)


zakonodatelstvo-stranica-8.html
zakonodatelstvo-ukraini.html
zakonodatelstvo-v-sfere-kadrovogo-dokumentooborota.html