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快速抓重点!简单了解热辐射
热的传播方式有三种:传导、对流、辐射。其中,热辐射(heat radiation)作用时,是不需透过任何介质传递,就如同电磁波一样将热的能量给传递出去,如同太阳的热能就是像这样穿过空间传递到地球上来了。
热辐射的日常应用:
1. 常用的金属散热器,表面通常会采用黑色的,因为黑色的热辐射效果较好。
2. 不锈钢水壶表面都很光亮,是为了减少热辐射。
3. 油槽为了避免高温,通常会漆成白色,可以减少热辐射,避免油槽过温。
4. 石磨烯,平面方向传导性能佳,且具有良好的热辐射系数,因此常用来做电子散热。
当原子内的带电粒子运动时,会产生热,当热能转成电磁辐射时,即称为热辐射,温度高于绝对零度的所有物质都会发出热辐射,而热辐射的频率取决于该物体的温度。
所有物体皆以光子形式辐射能量,这些光子的移动方向是没有固定的。当来自一个物体表面的辐射光子到达另一个物体的表面时,他们会有发射、反射、透射等现象。
(1) 发射率 (Emissivity)α:发射率(吸收率),是衡量物体表面以热辐射的形式释放能量相对强弱的能力,通常来说材料颜色越暗表面越粗糙,其发射率就越近似1。
(2) 反射率 (Reflection)ρ:反射率,即为物质表面反射辐射的能力。
(3)透射比(Transmittance)τ:透射比,是以特定波长透射的入射辐射的占比。
因此,一个物质的反射率与发射率及透射比,总合为1。及α+ρ+τ=1。
根据斯特凡-波兹曼定律,我们可以知道
黑体表面每单位面积,在每单位时间内,辐射出的总辐射功率
其公式为:
1. 辐射发射率:M
2.物体的辐射系数:
3.斯特凡-波兹曼常数:σ =5.67 × 10-11 kW/m2 K4
4.物体的绝对温度:T
由以上公式可以看出,辐射发射率与物体温度的四次方成正比,所以,当温度越高,辐射发射率就越高,辐射的效果就越好。
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