Εάν η θερμοκρασία του καυτού σώματος αυξάνεται κατά 50 ακτινοβολία που εκπέμπεται από;
νόμος Stefan-Boltzmann
Η ποσότητα της ακτινοβολίας που εκπέμπεται από ένα ζεστό σώμα είναι άμεσα ανάλογη προς την τέταρτη ισχύ της απόλυτης θερμοκρασίας του. Αυτό περιγράφεται από τον νόμο Stefan-Boltzmann:
* p =σΑΤΙ
Οπου:
* p είναι η ισχύς που ακτινοβολείται (η ενέργεια που εκπέμπεται ανά μονάδα χρόνου)
* σ είναι η σταθερά Stefan-Boltzmann (5.67 x 10 ⁻⁸ w/m²k⁴)
* A είναι η επιφάνεια του αντικειμένου
* t είναι η απόλυτη θερμοκρασία στο Kelvin (k)
Υπολογισμός της αλλαγής στην ακτινοβολία
Ας υποθέσουμε ότι η αρχική θερμοκρασία του σώματος είναι T₁ και η τελική θερμοκρασία είναι t₂ =t₁ + 50.
* Αρχική ισχύς (p₁): P₁ =σAT₁⁴
* Τελική ισχύς (p₂): P₂ =σAT₂⁴ =σa (t₁ + 50) ⁴
Η αύξηση της ακτινοβολίας είναι σημαντική:
* Η αύξηση της ακτινοβολίας εξαρτάται από την αρχική θερμοκρασία.
* Η αύξηση της θερμοκρασίας 50 μοιρών οδηγεί σε πολύ μεγαλύτερη αύξηση της ακτινοβολίας λόγω της τέταρτης σχέσης ισχύος.
Παράδειγμα:
* Εάν T₁ =300 K (27 ° C), τότε p₁ =σa (300) ⁴
* Εάν T₂ =350 K (77 ° C), τότε p₂ =σa (350) ⁴
* Η αναλογία του p₂/p₁ =(350/300) ⁴ ≈ 2.4 που σημαίνει ότι η ακτινοβολία αυξάνεται κατά περίπου 140%
Βασικά σημεία:
* Μια μικρή αύξηση της θερμοκρασίας οδηγεί σε πολύ μεγαλύτερη αύξηση της εκπομπής ακτινοβολίας.
* Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα αντικείμενα γίνονται εμφανώς λαμπερά όταν γίνονται αρκετά ζεστά (όπως ένας λαμπτήρας πυρακτώσεως).
Επιτρέψτε μου να ξέρω αν θέλετε να εξερευνήσετε συγκεκριμένα σενάρια ή υπολογισμούς!
