Nombre chino: Radiación térmica mbth: Introducción a la radiación térmica: Una de las tres formas de transferencia de calor: el fenómeno de las ondas electromagnéticas que irradian temperatura, historia de desarrollo, características y conceptos. Cuando la temperatura base es baja, irradia principalmente luz infrarroja invisible. Cuando la temperatura es de 300 °C, la longitud de onda más fuerte de la radiación térmica se encuentra en la región infrarroja. Cuando la temperatura del objeto está por encima de 500 °C a 800 °C, el componente de longitud de onda más fuerte de la radiación térmica se encuentra en la región de la luz visible. Hay cuatro leyes importantes sobre la radiación térmica: la ley de radiación de Kirchhoff, la ley de distribución de la radiación de Planck, la ley de Stefan-Boltzmann y la ley de desplazamiento de Wien. Estas cuatro leyes a veces se denominan colectivamente leyes de la radiación térmica. Cuando un objeto irradia hacia afuera, también absorbe la energía irradiada por otros objetos. La energía irradiada o absorbida por un objeto está relacionada con su temperatura, superficie, negrura y otros factores. Sin embargo, en el estado de equilibrio térmico, la relación entre la emisividad espectral del radiador (ver radiometría y fotometría) r(λ, t) y su absortividad espectral a(λ, t) es sólo una función de la longitud de onda de la radiación y la temperatura, y es no es lo mismo que el del radiador. La naturaleza del mismo no tiene nada que ver con él. La ley anterior se llama ley de radiación de Kirchhoff, que fue establecida por el físico alemán G.R. Kirchhoff en 1859. En la fórmula, la absortividad A se define como la relación entre el flujo radiante absorbido por el objeto y el flujo radiante incidente sobre el objeto dentro de un intervalo de longitud de onda unitaria. Esta regla muestra que los objetos con una gran emisividad de radiación térmica también tienen una gran absortividad y viceversa. Un cuerpo negro es un radiador especial cuya tasa de absorción de radiación electromagnética de todas las longitudes de onda es constante en 1. El cuerpo negro no existe en condiciones naturales. Es solo un modelo idealizado, pero se puede simular artificialmente para que esté cerca de un cuerpo negro. Es decir, se hace un pequeño agujero en la pared de la cavidad cerrada. Después de que la luz de cualquier longitud de onda ingresa a la cavidad a través del pequeño orificio, se refleja repetidamente en la pared interior de la cavidad y la posibilidad de volver a ingresar a través del pequeño orificio es muy pequeña. Incluso si así fuera, la mayor parte de la energía se pierde debido a reflexiones repetidas. Para un observador fuera de la cavidad, la tasa de absorción del agujero para radiación electromagnética de cualquier longitud de onda es cercana a 1, por lo que puede considerarse como un cuerpo negro. Aplicando la ley de radiación de Kirchhoff a un cuerpo negro, se puede ver que la función f(λ, t) en la ley de radiación de Kirchhoff es la emisividad de radiación espectral del cuerpo negro. Historia del desarrollo Historia del desarrollo 1889 O.lummer y otros midieron los datos experimentales de la distribución de energía espectral de la radiación del cuerpo negro. En 1879 J. Stefan estableció la ley de que la fuerza de radiación del cuerpo negro es proporcional a la cuarta potencia de la temperatura absoluta basándose en datos experimentales. 1884 L. Boltzmann demostró teóricamente la ley anterior. Ley de desplazamiento de Viena de 1896. Fin de 09 m. Fórmula jeans Planck 65438+L. 1900 metros Ley de Planck. Características de la radiación térmica: 1. Cualquier objeto, siempre que la temperatura sea superior a 0K, seguirá emitiendo radiación térmica al espacio circundante; 2. Puede propagarse en el vacío y en el aire; 3. Con el cambio de forma de energía; 4. Direccionalidad Fuerte; 5. La energía radiante está relacionada con la temperatura y la longitud de onda; 6. La radiación emitida depende de la cuarta potencia de la temperatura. Concepto (1) Radiación: Proceso por el cual los objetos transfieren calor al mundo exterior en forma de ondas electromagnéticas. Radiación térmica del cuerpo humano (2) Energía radiante: energía transferida por los objetos en forma de ondas electromagnéticas. La energía radiante suele expresarse en términos de radiación. (3) Radiación térmica: la radiación electromagnética causada por el calor se llama radiación térmica. Cuando el estado de movimiento cambia, las partículas microscópicas del objeto lo excitan. La energía excitada se divide en luz infrarroja, luz visible y luz ultravioleta. Entre ellos, los rayos infrarrojos tienen un importante efecto térmico en el cuerpo humano. (4) Conversión de energía: energía interna -> energía radiante -> objeto con energía interna A (emisión) -> objeto b (absorción) (5) Transferencia de calor por radiación: se refiere a la cantidad total de efecto mutuo de radiación y absorción entre objetos. Cuando las temperaturas de los objetos están en equilibrio, la energía radiada y absorbida entre ellos es igual y están en equilibrio termodinámico. (6) La relación entre la velocidad, la longitud de onda y la frecuencia de las ondas electromagnéticas: las características de las ondas electromagnéticas con c = nl dependen de la longitud de onda o la frecuencia. La longitud de onda se utiliza comúnmente en el análisis de radiación térmica para describir ondas electromagnéticas.
(7) Las propiedades de los rayos de calor del espectro de ondas electromagnéticas determinan que el proceso de radiación térmica tenga las siguientes características: (1) Se basa en ondas electromagnéticas para transferir calor a los objetos, en lugar de depender del contacto de sustancias. (2) El proceso de transferencia de calor radiativo va acompañado de dos conversiones de energía: la energía interna del objeto ® energía radiante (que recibe) energía radiante - (conversión) energía interna (3) Todos los objetos siempre que su temperatura t > 0K sea constante; emitiendo rayos de calor. Las ondas electromagnéticas tienen dualidad onda-partícula. 2. La absorción, reflexión y transmisión de la energía radiante tienen las mismas características que la luz, por lo que las leyes de proyección, reflexión y refracción de la luz también se aplican a los rayos de calor. 3. Según la ley de conservación de la energía, Q = QR+QA+qd 1 = QR/Q+QA/Q+QD/Q = R+A+D R-reflectividad; a-tasa de absorción; Cuando la absortividad a=1, significa que un objeto puede absorber todos los rayos de calor proyectados sobre su superficie, lo que se denomina cuerpo negro absoluto. Cuando la reflectividad r = 1, significa que un objeto puede reflejar todos los rayos de calor proyectados sobre su superficie, lo que se denomina cuerpo blanco absoluto. Cuando se trata de reflexión especular (ángulo de incidencia = ángulo de reflexión), se le llama cuerpo de espejo. Cuando d=1, se llama cuerpo absolutamente transparente, o simplemente cuerpo transparente, también conocido como medio térmico y penetración de calor. Cabe señalar que el cuerpo negro, el cuerpo blanco y el cuerpo transparente mencionados anteriormente son todos para rayos de calor, no para visibilidad.