Состояние термодинамической системы, при котором ее параметры не изменяются с течением времени, называют термодинамическим равновесием

Тепловое излучение и его характеристики

Тепловое излучение происходит за счет внутренней энергии вещества и поэтому свойственно всем телам при любой температуре, отличной от 0К.

Для системы находящейся в термодинамическом равновесии характерны следующие свойства:

1. Для теплового излучения состояние термодинамического равновесия изолированной системы устанавливается с течением времени;

2. Если система достигла термодинамического равновесия и внешние условия не изменяются, то система не может самопроизвольно выйти из этого состояния.

Все другие виды излучений этим свойством не обладают. Например, при хемилюминесценции процесс излучения продолжается до тех пор, пока идет химическая реакция. Тепловое равновесие установится только тогда, когда закончится химический процесс, а с ним и хемилюминесценция. То же самое имеет место при электро-,фото- и катодолюминесценции. Итак, из всех видов излучения равновесным может быть только тепловое.

Оно зависит от температуры тела, т.к. является следствием хаотического теплового движения молекул и атомов.

Для рассмотрения закономерностей теплового излучения введем некоторые величины.

Основной количественной характеристикой теплового излучения является энергетическая светимость.

энергетическая светимость – это количество энергии, которое излучает тело с единицы поверхности за единицу времени по всем направлениям

. (1)

Энергетическая светимость – это интегральная характеристика теплового излучения, зависящая от температуры.

Энергетическая светимость не учитывает спектрального состава излучения. В общем случае тело может излучать (поглощать) эл/м волны различных длин волн и волны каждой длины уносят (приносят) свою долю энергии. Эта доля энергии в случае излучения характеризуется спектральной плотностью энергетической светимости (испускательной способностью).

испускательная способность – это энергия, излучаемая телом с единицы поверхности, за единицу времени в единичном интервале длин волн

. (2)

Испускательная способность зависит от длины волны и температуры.

Энергетическая светимость тела может быть определена из соотношения (2)

. (3)

Для каждого излучающего тела, находящегося при определенной температуре, зависимость испускательной способности от длины волны выражается кривой (рис.1).

λ

R_T

r_λ,T

dR_T

λ λ+dλ

Рис.1

Площадь заштрихованной полоски соответствует энергии, которую тело излучает в интервале длин волн. Энергетическая светимость соответствует площади, заключенной между кривой и осью абсцисс и вычисляется по формуле (3).

Кроме испускательной способности тела можно характеризовать поглощательной способностью.

поглощательная способность – это физическая величина равная отношению энергии поглощаемой телом к энергии, падающей на него

. (4)

Поглощательная способность зависит от температуры, материала и состояния поверхности.

Дата добавления: 2013-12-13