Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Законы Стефана-Больцмана и смещения Вина. Оптическая пирометрия.





Стефан на основании собств-х измерений, а также анализируя экспериментальные данные др-х исследователей, в 1879 году пришел к заключению, что энергетическая светимость R(T) любого тела пропорц-на 4 степени абсолютной температуры. Последующие измерения показали неточность его выводов о том, что это верно для любого тела. В 1884 году Л. Больцман, применяя термодинамический метод, получил зав-ть энергетической светимости абс-но черного тела от температуры (з-н Ст-Бол): R(T) = σT4, (9) где σ = 5,67·10-8 Вт/(м2·К4) – пост С-Б. З-н С-Б справедлив лишь для абс-но черных тел.

З-н С-Б не дает инф-и о спектральном составе излучения абс-но черного тела. Полученные экспериментальные кривые зависимости r(λ,T) как функции длины волны и температуры имеют явно выраженный макс, который по мере увел-я температуры смещается в сторону более коротких длин волн, рис. 2.


В.Вин в 1893 году теор-ки установил зав-ть длины волны λmax, соотв-й максимуму излучательной способности абс-но черного тела, от температуры (з-н смещения Вина): λmax = b/T, (10) где b = 2,898·10-3 м·К – пост Вина. Выр-е (10) называют з-м смещения Вина потому, что оно показывает смещение положения максимума функции r(λ,T) при нагревании тела в сторону меньших длин волн, а при охлаждении – в сторону более длинных волн. Однако получить теоретическое выражение для универсальной функции Кирхгофа, хорошо описывающее экспериментальные результаты во всем диапазоне длин волн излучения тела Вину не удалось.

З-ны теплового излучения исп-ся для измерения температуры раскаленных тел. Измерения температуры сильно нагретых тел (Т > 2000 К) контактными термометрами недостоверны и трудно реализуемы. Методы измерения высоких температур, использующие зав-ть спектральной плотности или интегральной энергетической светимости тел от температуры, наз оптической пирометрией, а приборы для измерения температуры, основанные на этих методах, называются пирометрами. В зависимости от того, какой закон теплового излучения абс-но черного тела исп-ся при измерении температуры нагретых тел, различают радиационную, цветовую и яркостную температуры.



Радиационная температура Тр – это такая температура абс-но черного тела, при кот его энергетическая светимость равна энергетической светимости исследуемого тела. Поскольку все реальные тела, температура которых измеряется, являются серыми и для них поглощательная способность АТ < 1, то радиационная температура Тр тела, определяемая из з-на С-Б, всегда меньше его истинной температуры тела Т, причем

Тр = 4√АТТ, (17)

Цветовую температуру определяют на основании закона Вина, используя то св-во, что распределение энергии в спектре излучения серого тела такое же, как и в спектре абс-но черного тела, имеющего ту же температуру. В этом случае излучающее серое тело имеет такой же цвет, как черное тело температуры Тц. Цветовая температура определяется по формуле Тц = b/λmax , (18) и совпадает с истинной температурой тела. Для тел, характер излучения которых сильно отличается от излучения абс черного тела (например, обладающих явно выраженными областями селективного поглощения), понятие цветовой температуры не имеет смысла. Т.о. определяется температура на поверхности Солнца и звезд. Сравнение спектра излучения Солнца и абс черного тела пок-т, что их отождествлять можно только довольно приблизительно. При таком приближении получили цветовую температуру Солнца примерно 6500 К.

Яркостная температура Тя – это температура абс черного тела, при кот для опред-й длины волны его спектральная плотность энергетической светимости = спектральной плотности энергетической светимости исследуемого тела. Определение яркостной температуры основано на применении з-на Кир-фа для излучения исследуемого тела. В кач-ве яркостного пирометра обычно исп-ся пирометр с исчезающей нитью, принцип работы которого основывается на сравнении излучения нагретого тела в определенном спектральном интервале с длиной волны λ с излучением абс черного тела с той же длиной волны. Накал нити пирометра подбирается таким образом, что ее изображение становится неразличимым на фоне поверхности нагретого тела, т.е. нить как бы «исчезает». В этом случае яркости излучения нити и нагретого тела для данной λ совпадают и, след-но, совпадают их излучательные способности. Используя предварительно проградуированный по абс черному телу миллиамперметр, измеряющий ток нити пирометра, можно определить яркостную температуру. Если исследуемый источник излучения также является черным телом, то найденная температура является его истинной температурой. В противном случае при известных Аλ,Т и λ можно определить истинную температуру исследуемого нагретого тела

T = , (20). Кроме пирометров с исчезающей нитью, существуют и другие пирометры для определения яркостной температуры, а через нее и истинной температуры нагретых тел.

Билет

 









ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2021 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.