الإشعاع الحراري الصافي: لماذا ليست النسبة 16؟

الإشعاع الحراري الصافي: اطرح الممتص من المنبعث. [1][2]

الخلاصة السريعة

مضاعفة حرارة السطح بالكلفن تجعل الانبعاث 16 مثلًا؛ صافي الفقد يطرح إشعاع المحيط، فلا يتبع النسبة نفسها. [1][2]

• سطح أسود مثالي داخل تجويف أسود كبير متساوي الحرارة، يملأ اتجاهات الرؤية؛ مساحته ثابتة. نحسب الإشعاع فقط، ونهمل الحمل والتوصيل؛ معدلات لحظية مفترضة. [1]
• T حرارة السطح وTs حرارة المحيط بالكلفن، وA المساحة بالمتر المربع. σ≈5.67×10⁻⁸W/(m²·K⁴) ثابت ستيفان بولتزمان. Pen=σAT⁴ المنبعثة، وPin=σATs⁴ الممتصة؛ القدرة W واط، أي J/s. [1]
• نختار الخارج موجبًا: Pnet=Pen−Pin=σA(T⁴−Ts⁴). عند T=Ts يكون الصافي صفرًا؛ لا ينعدم الانبعاث عند حرارة موجبة. يعكس تبديل الحرارتين إشارة الصافي. [2]
• افتراضيًا A=0.01m² وTs=300K وT=400K: Pen=14.5152W وPin=4.5927W؛ Pnet=9.9225W. الصافي أقل من الانبعاث لأن السطح يمتص أيضًا. [1][2]
• للمساحة والمحيط نفسيهما، عند T=800K: Pen=232.2432W، وتبقى Pin=4.5927W؛ Pnet=227.6505W. نقارن حالتين، لا تجربة تسخين منفذة. [1][2]
• نسبة الانبعاث 16؛ نسبة الصافي 227.6505/9.9225≈22.943. نحسب قبل التقريب. نستخدم الحرارة المطلقة، لا المئوية؛ لا نحدد سرعة التبريد دون السعة الحرارية وبقية التبادلات. [1][2]

المراجع

1. الإشعاع
2. صافي الانتقال

طرق انتقال الحرارة

أُعدّ هذا المقال بمساعدة الذكاء الاصطناعي، وخضع لمراجعة ذاتية بالأداة نفسها. لا يُنسب إلى مراجع بشري أو خبير مستقل. منهجية المحتوى.