teplomassoobmen_Grigoriev (520573), страница 61
Текст из файла (страница 61)
Излучение, выходящее из малею «ага отвсрстня стенке полаем (мелснькааэ питому, пабы в ход излу гения не нврунгил рввнаюсия), представляю собой итлу'генис сбсалгагна черною гела. Форьзулироикз закона Кирх софи. Опирвясь ня второе ' вкан зермодиначики, дзя азучвя равновесного гегглавш з излучении Кирхюф устеиивнл шкап.
жггарый формулврусзсн таь: кает ю ели сшюлры гаи нюлша. ъ гал га д еешгого из,гу с ил л сю к гга слшшра ь ггш и и иы етшои . Осомют ис си ог природы 1 пгаз н лвляетсл уннвсратшьиод функцией тмины вовньг и темперигуры, г.е Г„, (), Г) А"(, Ц =У(Л 7) (16.9) К <)„Т) — бтю<2- ') (16.10) Таким обрюом, зеков Кирюафе уствнаюгиеест связь меж,зу собстшнным ишучеиием ягабога тола и исшучением ебышнп но черного тела <ргзши сн 1м выученном). Теперь изу генис рапьавеснаго теплотою нзлуче- гиЯ свшппсЯ к отысканию УиивеРсальной фУнкцни КиРхзофа Кх <Л, 7). Ла )<ля «бсалютно чсргаго теча Аз(Л, 7) = 1.
шкула слелтсг, чзо ЯЛ. 7) ьсгь не что иное, клк спектра.гьнлл н.югносн, потоке изяу юння вбсольжно черпаю теле, которую мы або тнлчич Гг е. '(оща зсксь Кнркго(а можно звплсвгь в пиле Кю итвссгчо, слит~с реысзаю этой плечи было иайдено Планком в 1901 г. ' азат юл стал гшюм рожлсннл квантовой физ жа Из вьюне К рхгофа вытекаю !же слсдсшия.
Перлов — из всех теа в при. ) раас наибальаий юлучшеэьый спассбнасн,ю абэалаю абсажопю 'юрлов,с тела. Втсрж — если тела в ьлкэм-та литерные линн ылн ис гюг:юшает:1 эиерплозпчИмниз.тао аа та ит )в ! Лл н о. неиыучаетее. Закон Кирки|фа ыожна залгжать н лли пи аврального излу мни». Пере- ':, пишем (16.10) в виде Г, че(л, !) -. А,(1„7) Гч еП Л.
(16.1Ц;т Тепе!эь умнажя ~ левую я правую чесзн на АЛ и щюинтезрирусм по ).;- от 0 дп 'гч затем Ражслпм иа à — ингсгР»льи)ю плотность ~штока из»У-:: чсния абоалэатно черного тела !Ъ = ) Елд бл. О В речу.мы ю получим зыон Кирх! Офа а вию Г,л — Е .=,7(7), А Пб 12);, где А -- инюгразпная поглашкгслымя спасобнсспм )А Ел 62 А.— " 1Ел.обл Дока»квас термолинемичесьое равновесие. В условиях равновесною 3 мшовог а излучения собственный лазок излучения любою ты а можно Опр деян ~ ь по закову Кирх~ афа, используя (!6АО) и (16 12).
На практике мы пмюм дело а неравном:оным югюовым вззу"гением, те, а перепелам эиерпзи в неизогеры чесьих системах. Возникает иапрас: имею ли гогдв закан Кир«аф пр сею и ки7юк ас та«онКрпф ю распространить и иа неравнаасснае гсюювое иэлтченне. Дча иою исгюльзуе ся ~юю а а лаьпчьно~о терьюлинемичееьша (юятнстическога) равновесия.
Смыгю этой гипотезы свалится к непушкин!а, по итлучатслыю» 7 способность тела (гюи любага епэ элементарною объема) опрелелвею» галька сиэ темпоратурой н физическими свайспжми. Другими словами, при Отсутсюии гермалннамическога равновесия ва всея систсью тетю ис- .",) !беккет танис кн люш к той же ивюнсивиости, которые нмслн бы места ари рааноаеснаь~ югловом излучении а системе тел,температура кглорьж рев а темперюзре ланксы тела Но как излучает гыа в Эслааиих раанове- ',- еге !6,4. Законы нзлучения абсолютно черного юлч Закан Длани».
Используя сзетиотнческие метолы и тип!пслу о квангоиом характере геплавпга излучения, Пглнк вывел формулу лзн спектральное югатнаспэ патока эюа чели» абаолютна черного тола; г Г, (ч,у) = — ' 2гч гю л 707'Л со е — 1 (16.13) ле 6 — 6,6262 10 дж с — постоянная планы. » ° 1,тя07 10 ' д тк -Зл — 27 посюянная Вольпмана: сс — 2,9979 10 мА. сырость сгста в пусм ю. а Используя (16.5а), Е„(ч, 7) мюкно заманить на Елб«7) н вмес то (16.13) палюппь г 2тсОЬ ГЛ,(), !) = — ' 5 Л«ЛИ!11 е — 1 (16.13а) Изменение Гло в ювисимасги аг Л и Т показано на рис. !6 4 е27 сн», мы знаем (ом.
Пб 11)) '!еперь ва формуле (!6.1!) мы мажем найти 7„7 па темперюурс тыа и значению Ал, которое, согласно указанной гигютеза, не зависит оттоле, какое излучение (равновесное или нерквнааеснас) Оалаю на эю тела Физическую сушнасть гипотезы локального терьюдиними зескаго равновесия можно пояснить на примере излучеюж газа. При равновесном тепювам излучении в любим элемен приам абьсме з»за одинаковы а среднем распрелслеиия молекул по энергиям н энергии па уровням (враавпельныьз, мжебательиым, электронным). Если е нскоюрой абласзи лросгранс1ю !жвновесие наруглаатся (например, газ ахлаждаезся, и зогла он булез атлампь бо !ыне эаерпиз, чем получать), то какое-то время некаюрые молекулы будут нмезь меныиую энергию, чем другие.
однако блыолвря их каатическому лвнжтнию (молекул многа, они инюнсивно обмсниаакпсв эьсрптсй лруз с лр)ым) праизойдю восстановление равновесного !жспралелення энергии, мпорсе булы саптяегстиоеать другой температуре. Из сказаиншо лелина быль гена, чзо птпазеза локазьнопэ термолинамию км о равналесия ис апраалыюе!Оя лэя сильно разрсжезпгых ппов и в п~)час высакоинтенаивнык про!песок теплааб ~с!и, пратеыющих с больиюй скараспеа. Р и ь 7(и'! Ес е =!ь —, )Т* 3 Е = — !Т, 2гч ' а со .з и 'з.а с2 (27) 'З 7, 2 $ и Если обозна нть л'а ЛТ) б р, й 2 Закан Рэвея — Ежиисв.
Если Ач !Т (энсриза «ванга очеаь мала лз сравнению с энергией жиловата лвижевня 1Т), за с учегом таин что яри агам формула Планка переловит в формулу Рэлея — Пиинса: которве била выявлена с использованием метолоа классической физики. Закон Р и ея — Диигзсв можно запнгить в другам аиде ЛС С! --2яйеа =374!23 УО Вт М,ез йеоЯ вЂ” 143279.10 'М'К. При Л = сала! значение Гас линейно еазрастаез с увеличением Т. зн! П Звконзгзлумивя Внак Еслийт - )Т(илн йсо ээЛТь),чае» 1, и в знаменателе (16.13а) можно отбросить еюмнму. Умножая и леля нрав!за ~асгь (16.13а) иа Т', получаем закон иззу кина Вина: с,уэ -Огре (16.14) (27) При ЛТ ' ЗООО мкм К значения Езл, аы'злслснаые ао (16 13а) и (!6-1421';, отз~ичаютсл друг от яруса не боске чем на 1 % Закон смен!с!гни Виня.
Чтобы ус!алеешь завгкнмасзь оз темилрй(урЫ: лланы «алны ). „, ирн которой функзе~з еь (7„7) ласпиает макснмйлйбт(с го значок!и, найлем производную ат Езо и прирае наем ее к аужаг йсо ьс гбп) дГ;ь 2гсой (172 5 =О дЛ ь ь'юг!!721 З сзфтаз та а резузщате пал> нщ уран ание хе — 5(е Ц -О (16.36) Рен>ая зто тра>гсцснле>>тисе уравнение. получасл> = 4,965. Подставим найденное лимские к в (16 15). После начислений пазу шм Л „Т вЂ” 2898 мкм. К.
(16.17) Формула П 6Л7) носит название заюна сме>пен>м Вина (значение пели- чины >и слмщаеюн е сторону балы коротких азин алли с растем 7). Закон Стефана — Бальпьюнщ Австрийский физик Й Стефан а 1879 с зксгмрвмснтыьно и Я. 1юльпнан в 1884 г. юа>хгнчески усщнааиви юхан, 1 которому падчиняатса и>пегральнае извучсние абсал>тно черною тела> га(7) = от'.
(16Л 8) Этот закан щпкно вмвести из формула Планки (16ЛЗ). Обо>печам йч >(>37). Тоща Або ЛТ 63= —. бт = — бк ЛТ' й Исппльзуи(16.6) и (16.13)„>'алучаем Из таблнп иг>ю>ралов 3 4 «бх я г,с — 1 15 ' Та>ге 2пзлл О" 15с Ь С учхпам значений всех конел>нз получим о - 5,668 ° >аю Вт>(мз ° Кл) О 16.5. Попгонапельиая н азражятельиаа спасобиосзи щл Степень черноты П аащклтю л л «6 о и А —.
зта атиса>ение потока излучения псглощек3юга телам, к >юталу излучение, пнлающему на него, т.с. А=Е, >Е, л к 430 Омгаама ак г соб и Я - отношсюге патака гпл», ени а>рахмнною оааерхнасгью >стих к позор излучения, паааюв>ем> на и> гюрхнасть, г е 'Е„ Прану лг и бл шь Р - отна и е паза>« плу е> ил, прагущснною телам, к пгпоку ищучення палаюн>ему на поюрхнссзь шаго тща, з с И> закон» сахранениз знергни сеелует, па А Я Р.). Иб.>9) Пои>ащательнал, гирамаюльная и про>псклтельнкя снособнастн тел, оп3ася> >неся к манохраиюнчсскам) извю>синю, >.е к ни > юнию, сгютеегствуюпгсму узкому ангареллу дднн волн щзываютсл спектральными в обозна >аюглп А>, Я>, Р>г Таним образалг, имеем А> — ГЗ „„, 'Га,; я> = Е> >Е>, Р> — Е>ОГ >ГЮ Сап>асио закоьу сохранения знергнн, А> Я».
О> '-1 (16.20) Расамо>рим часзные случаи П 6.19) и (16.20) Пусть Р> — 1 и О 1. Эта зна'>ит, по тело (среда) пслпоатью прон>скеег тепяавос излучение. брела, >лтк нагорай О> =. 1 лла всех >шин волн, оюмва«тся празрачнпй. ПУсгь О> =- О и О '-: 0 Тогда А» Ял — 1 и А Я - 1 Эюг слУчай хаРак>ерев дяв металлов н многих лиззскгриков. Двя абсолипно >ерною зеле Ак — ! > А.= 1. Сделаем щи*чав не, «аг аюшссс» гюнятяя нпглощагельнай спосабнасп .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
