Абсолютно черные стенки

Коэффициент поглощения А газового объема, ограниченного стенками, не является физической характеристикой лишь одного газа. Он зависит от спектра падающего излучения, оптических характеристик поверхностей и различен при разных температурах окружающих газ стенок. Лишь при условии равновесия (температуры газа и стенок одинаковы) в соответствии с законом Кирхгофа коэффициент поглощения и коэффициент излучения газового объема равны А = е. Для коэффициента поглощения объема изотермического газа с температурой, ограниченного абсолютно черной стенкой с температурой. были получены следующие эмпирические зависимости [c.260]

Вывод формулы плотности излучения был получен нами для полости, окруженной абсолютно черными стенками. Можно показать, однако, что этот вывод справедлив для полости со стенками любого свойства, т. е. плотность равновесного излучения внутри полости не зависит от свойств окружающих ее стенок, а зависит только от их температуры (см.стр. 89). [c.87]

Будем искать решение задачи лучистого теплообмена в слое АВ с тепловыделением, ограниченным серыми стенками с температурами Та и Гв (слой /). Одновременно рассмотрим такой же слой без тепловыделения с абсолютно черными стенками с =1 и Тв =0 (слой 2) и слой с холодными абсолютно черными стенками, в котором тепловыделение одинаково с тепловыделением в слое 1 (слой 3). [c.325]

Рис. 9. Зависимость функции характеризующей роль излучения в цилиндрическом слое среды, ограниченном абсолютно черными стенками, от отношения радиусов = о/Л при разных значениях параметра а I (сплошная кривая описывает абсолютно прозрачную среду)

Представим себе полую сферу, абсолютно черная стенка которой излучает по закону Ламберта и имеет яркость В. Пусть эта сфера (рис. 5-2), площадь поверхности которой обозначим 5, делится некоторой плоскостью N на два сферических сегмента с площадями 51 и 8 ( 1 + [c.177]

Итак, отказываясь от нефизических идеальных зеркальных стенок, воспользуемся для выделения полости их антиподом — абсолютно черными стенками. Это термодинамическая система, имеющая определенную температуру 0 и обладающая следующими идеализирующими реальную ситуацию модельными свойствами своей поверхности [c.94]

Абсолютная температура 0 — 72, 74 Абсолютно черные стенки — 94 [c.796]

На фиг. 5.18 и 5.19 представлены параметры М, N я Q, вычисленные в приближении четвертого порядка (и = 4) при заданной отражательной способности граничных стенок. При малых значениях То и а влияние анизотропного рассеяния достаточно хорошо описывается изотропным приближением. Кроме того, даже при То = оо множество частиц углерода еще не представляет собой абсолютно черного тела. В работе [503] приведены подробные данные по этому вопросу. [c.246]

В природе не существует тел, совпадающих по своим свойствам с абсолютно черным телом. Тела, покрытые слоем сажи или платиновой черни, имеют поглощательную способность Л ., близкую к единице лишь в ограниченном интервале длин волн. В далекой инфракрасной области их поглощательная способность заметно меньше единицы. Однако можно создать устройство, которое по своим свойствам очень близко к абсолютно черному телу. Такое устройство представляет собой почти замкнутую полость с диффузно отражающими стенками, имеющую небольшое отверстие (рис. 24.2). Любой луч, попавший внутрь полости через отверстие, выйдет из него обратно лишь испытав многочисленные отражения. Пусть при одном падении луча на внутреннюю поверхность отражается /г-я доля светового потока. При п падениях отразится доля, выражаемая величиной Так как к всегда меньше единицы, то при достаточно большом п величина станет очень малой. Таким образом, лишь ничтожная часть лучей, упавших на отверстие, выйдет обратно и поглощательная способность отверстия будет для всех длин волн близка к единице ). Размеры отверстия, при котором полость можно считать с определенной точностью абсолютно черным телом, зависят от величины к. Так, при й=0,4 полость можно считать абсолютно черным телом с точностью до 0,1 %, если диаметр d отверстия равен 1/10 диаметра О полости. При к= та же точность обеспечивается при d D l6. [c.134]

ПОЛОСТИ распространяется внутри нее, частично отражаясь от стенок, частично поглощаясь последними. В результате внутри полости установится равновесие между испусканием и поглощением и она будет заполнена электромагнитными волнами разной длины, поляризации и интенсивности, хаотически движущимися во все стороны. Выходя из отверстия, это излучение будет определять испускательную способность абсолютно черного тела, находящегося при температуре Т, равной температуре стенок. [c.135]

Заметим, что в природе абсолютно черных тел, строго говоря, не существует. Достаточно хорошей моделью такого тела может служить замкнутая полость с маленьким отверстием (диаметр отверстия не должен быть больше поперечника самой полости). Излучение, попадающее через отверстие внутрь полости, практически уже не может выйти наружу и в конечном счете полностью поглощается ее стенками. Модель абсолютно черного тела показана на рис. 2.1 именно такие устройства использовали в опытах с абсолютно черным телом. [c.38]

В природе пет тел с такими абсолютными свойствами, однако многие тела можно отнести приближенно к тому или иному классу. Например, приблизительно черная сажа (а = 0,95), еще более черной является платиновая чернь. Наилучшим приближением к абсолютно черному телу является малое отверстие в стенке протяженной полости. Излучение, попавшее через это отверстие внутрь полости, в результате многократного отражения от стенок практически полностью поглотится, так что коэффициент поглощения отверстия можно считать равным единице. Согласно второму началу, излучение в полости по своему спектральному составу и такое же, как в полости с черными стенками, т. е. определяется только температурой стенок и совершенно не зависит от природы вещества стенок [в противном случае можно было бы построить вечный двигатель второго рода (см. задачу 10.15]. Поэтому излучение, испускаемое отверстием, по интенсивности и спектральному составу идентично излучению абсолютно черного тела с температурой Т, причем [c.208]

Примером равновесного излучения является излучение в эвакуированной полости, стенки которой имеют постоянную и одинаковую повсюду температуру. Выходящее из такой полости через тонкое отверстие излучение называют черным излучением (или излучением абсолютно черного тела). [c.161]

Внешнее излучение, проникшее внутрь сферы, практически полностью поглощается, так как обратный выход излучения, в результате отражения от стенок, через малое отверстие затруднен. Характерный размер L абсолютно черного тела должен быть больше длины волны излучения L k). Если температуру стенок сферы поддерживать постоянной, то излучение будет находиться в термодинамическом равновесии со стенками. В этих условиях энергия излучения (или объемная плотность энергии фотонов излучения) определяется только температурой стенок. Такое излучение называют равновесным тепловым излучением. [c.275]

Внешнее излучение, проникшее внутрь сферы, практически полностью поглощается, так как обратный выход излучения в результате отражения от стенок через малое отверстие затруднен. Характерный размер L абсолютно черного тела должен быть больше длины волны излучения Если температуру сте- [c.404]

Примером равновесного излучения может служить излучение в эвакуированной полости, стенки которой повсюду имеют постоянную и одинаковую температуру. Выходящее из такой полости через узкое отверстие излучение называют черным излучением (или излучением абсолютно черного тела). Черное излучение можно считать газом, состоящим из световых частица — фотонов. [c.465]

Закон Кирхгофа. Рассмотрим две параллельные поверхности, одна из которых абсолютно черная с температурой Го, другая — серая с температурой Т и поглощательной способностью А. Расстояние между поверхностями настолько мало, что испускаемые каждой поверхностью лучи обязательно попадают на противоположную. Серая стенка излучает энергию и поглощает часть излучаемой черным телом энергии АЕ . Излучаемая серым телом энергия и отраженная им энергия (1 — А)Ец попадают на черное тело и поглощаются им. [c.233]

Фс и ф со — показания приемника при наведении на окружающие охлаждаемые стенки корпуса установки соответственно во время измерения вн образца н при тарировке по абсолютно черному телу [c.354]

Закон Кирхгофа (1882 г.) устанавливает количественную связь между энергиями излучения и поглощения поверхностями серых и абсолютно черны Х тел. Этот закон можно получить из баланса лучистой-энергии для излучающей системы, состоящей из относительно большого замкнутого объема с теплоизолированными стенками и помещенных в него тел. Для каждого из этих тел в условиях термодинамического-равновесия энергия излучения равна поглощенной энергии [c.374]

То же относится и к понятиям поглощения и отражения. Белая по цвету поверхность хорошо отражает лишь световые лучи. В жизни это свойство широко используется белые летние костюмы, белая окраска вагонов-ледников, цистерн и других сооружений, где инсоляция нежелательна. Невидимые же тепловые лучи белые ткань и краска поглощают так же хорошо, как и темные. Для поглощения и отражения тепловых лучей большее значение имеет не цвет, а состояние поверхности. Независимо от цвета отражательная способность гладких и полированных поверхностей во много раз выше, чем шероховатых. Для увеличения поглощательной способности тел их поверхность покрывается темной шероховатой краской. Для этой цели обычно применяется нефтяная сажа. Но и сажа поглощает всего лишь 90—96% падающей лучистой энергии, это еще не абсолютно черное тело. Такого тела в природе нет, но его можно создать искусственно. Свойством абсолютно черного тела обладает отверстие в стенке полого тела. Для этого отверстия А = I, ибо можно считать, что энергия луча, попадающего в это отверстие, полностью поглощается внутри полого тела (рис. 5-2). В дальнейшем все величины, относящиеся к абсолютно черному телу, мы будем отмечать индексом 0. [c.163]

В качестве сухих нагрузок применяются различные модели абсолютно черного тела, представленные на рис. 60. Отражение от стенок может быть как зеркальным, так и диффузным [48]. Увеличение температуры нагрева калориметров может измеряться, например, с помощью трех термисторов, расположенных около основания конуса и включенных в мостовую схему. В калориметре устанавливается второй точно такой же опорный датчик, что позволяет уменьшить влияние окружающей среды. Выходную энергию получают как произведение измеренного сигнала на калибровочный множитель. [c.95]

Уравнение переноса и уравнение энергии описывают явления лучистого теплообмена в объеме. Чтобы задача математического описания явлений была вполне олределенной, к этим уравнениям должны быть присоединены условия, определяющие влияние внешней среды на систему. Наиболее просто было бы записать эти условия, задав поля яркостей на границах системы для входящего в нее излучения. Такое решение легко выполнить, когда излучающая система ограничена абсолютно черными стенками с заданной температурой. Когда стенки не абсолютно черные, то, даже при заданной температуре их, излучение внутрь объема зависит от излучения самого объема на стенки. В связи с этим к основным уравнениям излучения должны быть добавлены уравнения, ус- тайавливающие связь между лучистыми потоками различных видов на границах излучающей системы. Чаще всего задают температуры ограничивающей поверхности или величины результирующего теплообмена. В первом случае следует пользоваться уравнением (2-195), а во втором—уравнением (2-194). [c.304]

Определим величину тепловыделения в сером слое, ограниченном абсолютно черными стенками с заданными температурами и произвольным распределением темлератур по толйхине слоя. Коэффициент поглощения среды принимаем постоянным. Среда не рассеивающая. [c.311]

Из полученных формул видно, что если имеются способы решения задачи лучистого теплообмена в слое с произвольным тепловыделением и абсолютно черными холодными стенками и для слоя без тепловыделения с абсолютно черными стенками при ОоТа =1 и Гв =0, то тем са-Л1ЫМ решается задача для произвольного случая лучистого теплообмена [c.326]

Зависимость V от геодгетрической характеристики при абсолютно черных стенках изображена на рис. 9. В случае плоского слоя, при I— 1, процесс поглощения излучения стенок преобладает над процессом собственного излучения, и наличие среды приводит к уменьщению теплового потока. Для геометрии, характерной для метода нагретой нити ( С1), тепловые потоки излучения от стенок заметно меньшие, вследствие чего собственное излучение среды играет значительно большую роль, нежели поглощение излучения стенок, и, как результат, наличие среды увеличивает тепловой поток. При I = о 0,6 результирующий тепловой поток оказывается не зависящим от поглощающей способности среды (для рассматриваемого случая малых поглощений). [c.28]

Абсолютная темпч)атура в 57, 58 Абсолютно черные стенки 78 Авогадро число N 17 - [c.237]

Таким образом, мы рассматриваем равновесную термодинамическую систему, состоящую из генератора шума Я, являющегося одновременно его же поглотителем, и резервуара (длинной линии), заполненного электромагнитными волнами. Эта система практически полностью аналогична модели, используемой при рассмотрении термодинамики равновесного излучения, — полости, заполненной электромагнитным излучением и oгpaничeнf oй абсолютно черными стенками (роль черной стенки в данном случае играет само сопротивление Я). Мы используем поэтому те же методы исследования. [c.67]

Здесь расчетная поверхность — поверхность нагрева канала Спр — приведенный коэффициент излучения Та, Тст — средние абсолютные температуры дисперсного потока и нагреваемой стенки (произвольно принято 7 п>7 ст). В нашем случае система состоит из оболочки (стенок канала, включая его торцы) и движущихся в канале дисперсных частиц и газа (в общем случае недиатермного) . Все трудности расчета по (8-23) заключаются в оценке Спр и Гп (для луче-прозрачного газа Тп=Тст). Коэффициент Спр = 0о8пр, где <Го = = 5,67 вт1м -°К — коэффициент излучения абсолютно черного тела, а 8пр — приведенная степень черноты всей системы, зависящая от [c.267]

Вывод закона Кирхгофа. Выведем закон Кирхгофа, исходя из термодинамических соображений. Пусть внутри полости с идеально отражающими стенками, непроницаемыми для электромагнитных волн, находятся два тела М — абсолютно черное и N — произвольное (нечерное) тело (рис. [c.325]

Пусть в замкнутой полости наряду с другими телами имеется черное тело, поглощательная способность К(5торого а, = 1. Температура всех тел в состоянии равновесия одинакова. Тела, находящиеся в полости, обмениваются излучением, но этот обмен не нарушает теплового равновесия. Поэтому излучение o.dS, посылаемое внутрь полости в единицу времени каким-то участком стенки черного тела, равно излучению, поглощаемому им за то же время. Так как черное тело поглощает все падающее на него излучение, то r dS характеризует все излучение, доходящее до выделенного участка стенки от всех остальных тел, находящихся в полости. Заменим 68 другой площадкой с той же температурой, но не являющейся частью черного тела и ха-рактеризуюишйся испускательной и поглощательной aj способностями. За единицу времени эта площадка 6S по-прежнему получает излучение odS, ибо это есть излучение, приходящее от всех остальных тел, оставшееся неизменным. Из этого излучения площадка поглощает только часть, равную ai,)r t3A . За это же время она излучает поток энергии ri (3S. Так как тепловое равновесие не может нарушаться этим обменом энергий, то ai r)dS = ri dS, откуда rxJa ) г, — отношение испускательной способности к поглощательной, одинаковое для всех тел (т.е. представляет собой универсальную функци)о температуры и длины волны) и равное испускательной способности абсолютно черного тела. [c.404]

На таком же принципе основано устройство тела, наиболее приближающегося по своим свойствам к абсолютно черному. Оно изготовляется в виде почти замкнутой полости (рис. 36.6), снабженной маленьким отверстием, диаметр которого не больще 1/10 поперечника полости, так что отверстие видно из точек стенки под телесным углом, не большим 0,01 ср. Излучение, проникающее через отверстие, падает на стенки полости, частично поглощается ими, частично рассеивается или отражается и вновь попадает на стенки. Вследствие малых размеров отверстия луч должен [c.692]

Представим себе замкнутую систему, ограниченную оболочкой, стенки которой являются абсолютно черным телом. Температура етенок всюду одинакова и равна Т. Выделим элемент поверхности стенок йЗ. Он будет испускать в единицу времени количество энергии Ву, т(13. [c.133]

Таким образом, при температурах полной ионизации плазмы Т = 100 000 К, плотность энергии излучения в ней становится преобладающей. Это приводит к трудностям адиабатной изоляции плазмы при температурах термоядерных реакций (Т 1 ООО 000° К). Если интенсивность излучения абсолютно черного тела определяется однозначно его температурой (закон Стефана—Больцмана), то плазма термически равновесна. Но плазма в редких случаях излучает как черное тело и лучистое равновесие нарушается из-за наличия холодных стенок. Стенки не только поглош,ают лучистую энергию, но н оказывают каталитическое и электрическое воздействие на процессы в плазме. Наличие градиента температуры у стенок вызывает концентрационную диффузию и местное равновесие может восстановиться лишь тогда, когда скорость реакции велика по сравнению со скоростью диффузии. И, наконец, нерав-новесность может быть вызвана и наличием магнитно-гидродинамических эффектов, обусловленных наличием заряженных частиц. [c.233]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...