Čitateľ tu nájde všeobecné informácie o čomtakýto prenos tepla a tiež fenomén prenosu tepla sálaním, jeho podriadenosť určitým zákonom, vlastnosti procesu, vzorec tepla, využitie prenosu tepla človekom a jeho priebeh v prírode.
Aby ste pochopili podstatu prenosu tepla sálaním, musíte najprv pochopiť jeho podstatu a vedieť, čo to je?
Prenos tepla je zmena indikátora energievnútorný typ bez toku práce na objekte alebo subjekte, ako aj bez práce tela. Takýto proces prebieha vždy konkrétnym smerom, a to: teplo prechádza z telesa s vyšším teplotným indexom na teleso s nižším. Po dosiahnutí vyrovnania teplôt medzi telesami sa proces zastaví a prebieha pomocou vedenia tepla, konvekcie a žiarenia.
Vzorec tepla vám umožňuje vykonávať výpočty na určenie množstva prenesenej energie, namerané hodnoty však závisia od povahy prebiehajúceho procesu:
Aby sme pochopili, čo je prenos tepla sálaním,musíte poznať základné fyzikálne zákony o infračervenom žiarení. Je dôležité si uvedomiť, že každé teleso, ktorého teplota je v absolútnom vyjadrení nad nulou, vždy vyžaruje tepelnú energiu. Leží v oblasti infračerveného spektra vĺn elektromagnetickej povahy.
Avšak, rôzne orgány, ktoré majú rovnakéindikátor teploty, bude mať rôznu schopnosť vyžarovať žiarivú energiu. Táto charakteristika bude závisieť od rôznych faktorov, ako sú: stavba tela, povaha, tvar a stav povrchu. Povaha elektromagnetického žiarenia sa vzťahuje na duálnu, korpuskulárnu vlnu. Pole elektromagnetického typu má kvantový charakter a jeho kvantá sú reprezentované fotónmi. Pri interakcii s atómami sú fotóny absorbované a odovzdávajú svoju energiu elektrónom, fotón zmizne. Energia indexu tepelnej vibrácie atómu v molekule sa zvyšuje. Inými slovami, vyžiarená energia sa premieňa na teplo.
Vyžiarená energia sa považuje za hlavnú veličinu aoznačené znakom W, merané v jouloch (J). Tok žiarenia vyjadruje priemernú hodnotu výkonu za časové obdobie, ktoré je oveľa väčšie ako periódy kmitov (energia emitovaná za jednotku času). Jednotka emitovaná prúdom je vyjadrená v jouloch za sekundu (J / s), watt (W) sa považuje za všeobecne akceptovanú možnosť.
Teraz viac o fenoméne.Prenos tepla sálaním je výmena tepla, proces jeho prenosu z jedného telesa do druhého, ktoré má iný teplotný index. Vyskytuje sa pomocou infračerveného žiarenia. Je elektromagnetický a leží v oblastiach vlnových spektier elektromagnetického charakteru. Rozsah vĺn leží v rozsahu od 0,77 do 340 µm. Rozsahy od 340 do 100 µm sa považujú za dlhé vlnové dĺžky, 100-15 µm patria do rozsahu stredných vĺn a od 15 do 0,77 µm patria do rozsahu krátkych vĺn.
Krátkovlnné infračervené spektrumpriľahlé k svetlu viditeľného typu a úseky vĺn s dlhými vlnovými dĺžkami prechádzajú do oblasti ultrakrátkych rádiových vĺn. Infračervené žiarenie sa vyznačuje priamočiarym šírením, je schopné lámať sa, odrážať a polarizovať. Schopný preniknúť do celého radu materiálov, ktoré sú nepriepustné pre viditeľné svetlo.
Inými slovami, prenos tepla sálaním môže byťcharakterizovaný ako prenos tepla vo forme energie elektromagnetických vĺn, proces prebieha medzi povrchmi, ktoré sú v procese vzájomného vyžarovania.
Index intenzity je určený vzájomnýmumiestnenie povrchov, vyžarovacie a absorbčné schopnosti telies. Prenos sálavého tepla medzi telesami sa líši od procesov konvekcie a vedenia tepla tým, že teplo môže byť prenášané cez vákuum. Podobnosť tohto javu s inými je spôsobená prenosom tepla medzi telesami s rôznymi teplotnými indexmi.
Prenos sálavého tepla medzi telesami má určitý počet tokov žiarenia:
Prostredie, v ktorom dochádza k výmene tepla, sa môže podieľať na absorpcii žiarenia a zavádzaní vlastného.
Výmena sálavého tepla medzi určitým počtom telies je opísaná efektívnym tokom žiarenia:
EEF=E+EOTR=E+(1-A)EPAD.
Telá, ktoré pri akejkoľvek teplote majúindikátory L=1, R=0 a O=0 sa nazývajú „absolútne čierne“. Človek vytvoril pojem „čierne žiarenie“. Svojimi teplotnými ukazovateľmi zodpovedá rovnováhe tela. Energia emitovaného žiarenia sa vypočítava pomocou teploty subjektu alebo objektu, povaha tela to neovplyvňuje.
Ludwig Boltzmann, ktorý žil v Rakúskuríše v rokoch 1844-1906 vytvoril Stefan-Boltzmannov zákon. Bol to on, kto umožnil človeku lepšie pochopiť podstatu výmeny tepla a pracovať s informáciami a v priebehu rokov ich zlepšovať. Pozrime sa na jeho znenie.
Stefan-Boltzmannov zákon je zákonom integrálupostava popisujúca niektoré črty absolútne čiernych telies. Umožňuje určiť závislosť hustoty výkonu žiarenia úplne čierneho telesa od jeho teplotného indexu.
Zákony prenosu tepla sálaním sa riadia zákonomŠtefan-Boltzmann. Úroveň intenzity prenosu tepla vedením tepla a konvekciou je úmerná teplote. Energia žiarenia v tepelnom toku je úmerná teplote k štvrtej mocnine. Vyzerá to takto:
q = σ A (T14 – T24).
Vo vzorci je q tepelný tok, A je plocha povrchu tela vyžarujúceho energiu, T1 a T2 je hodnota teploty vyžarujúcich telies a prostredia, ktoré sa podieľa na absorpcii tohto žiarenia.
Vyššie uvedený zákon tepelného žiarenia je presneopisuje len ideálne žiarenie vytvorené absolútne čiernym telesom (a.h.t.). Takéto telá v živote prakticky neexistujú. Ploché čierne plochy sa však približujú A.Ch.T. Žiarenie svetelných telies je pomerne slabé.
Existuje koeficient emisivity,zavedené s cieľom zohľadniť odchýlku od ideality veľkého počtu s.t. do pravej zložky výrazu vysvetľujúceho Stefanov-Boltzmannov zákon. Index emisivity sa rovná hodnote nižšej ako jedna. Plochý čierny povrch môže priniesť tento koeficient až na 0,98, zatiaľ čo kovové zrkadlo nepresiahne 0,05. Preto sú schopnosti pohlcovania lúčov vysoké pre čierne telesá a nízke pre zrkadlové.
Pri prenose tepla sa často spomínajú takévýraz ako sivé telo. Tento objekt je teleso, ktoré má absorpčný koeficient elektromagnetického žiarenia spektrálneho typu menší ako jedna, ktorý nie je založený na vlnovej dĺžke (frekvencii).
Tepelné žiarenie je rovnaké vpodľa spektrálneho zloženia žiarenia čierneho telesa s rovnakou teplotou. Sivé telo sa od čierneho líši nižším ukazovateľom energetickej kompatibility. Na úroveň spektrálnej čiernosti s.t. vlnová dĺžka nie je ovplyvnená. Vo viditeľnom svetle sú sadze, uhlie a platinový prášok (čierny) blízko sivého tela.
Vyžarovanie tepla sa okolo nás vyskytuje neustále.V obytných a kancelárskych priestoroch často nájdete elektrické ohrievače, ktoré sa zaoberajú tepelným žiarením, a vidíme to vo forme červenkastého žiaru špirály - takéto teplo patrí k viditeľnému, „stojí“ na okraji infračervené spektrum.
Vykurovanie miestnosti je v skutočnosti zapojenéneviditeľná zložka infračerveného žiarenia. Prístroj na nočné videnie využíva zdroj tepelného žiarenia a prijímače citlivé na infračervené žiarenie, ktoré umožňujú dobrú navigáciu v tme.
Slnko je právom najsilnejším žiaričomtermálna energia. Našu planétu ohrieva zo vzdialenosti stopäťdesiat miliónov kilometrov. Ukazovateľ intenzity slnečného žiarenia, ktorý bol zaznamenaný už mnoho rokov a rôznymi stanicami umiestnenými v rôznych častiach Zeme, zodpovedá približne 1,37 W / m2.
Je to energia slnka, ktorá je zdrojom života.Na zemi. V súčasnosti je veľa myslí zaneprázdnených hľadaním najefektívnejšieho spôsobu jeho využitia. Teraz poznáme solárne panely, ktoré dokážu vykurovať obytné budovy a prijímať energiu pre potreby každodenného života.
Ak to zhrnieme, čitateľ teraz môže daťdefinícia prenosu tepla sálaním. Opíšte tento jav v živote a prírode. Vyžarujúca energia je hlavnou charakteristikou prenášanej energetickej vlny pri takomto jave a uvedené vzorce ukazujú, ako ju vypočítať. Vo všeobecnosti sa samotný proces riadi Stefanovým-Boltzmannovým zákonom a môže mať tri formy, v závislosti od jeho povahy: tok dopadajúceho žiarenia, žiarenie vlastného typu a odrazené, absorbované a prenášané.
