㈠ 什麼是熱輻射
、自然現象
定義
自然界中的一切物體,只要溫度在絕對溫度零度以上,都以電磁波的形式時刻不停地向外傳送熱量,這種傳送能量的方式稱為輻射.物體通過輻射所放出的能量,稱為輻射能,簡稱輻射.輻射按倫琴/小時(R)計算
輻射有一個重要的特點,就是它是「對等的」.不論物體(氣體)溫度高低都向外輻射,甲物體可以向乙物體輻射,同時乙也可向甲輻射.這一點不同於傳導,傳導是單向進行的.任何已經遭遇輻射的人都應用肥皂和大量清水徹底沖洗整個身體,並立即尋求醫生或專家的幫助 !(圖為放「射性物質危險,小心輻射」的警示標志)
輻射能被體物吸收時發生熱的效應,物體吸收的輻射能不同,所產生的溫度也不同.因此,輻射是能量轉換為熱量的重要方式.輻射傳熱 (radiant heat transfer)依靠電磁波輻射實現熱冷物體間熱量傳遞的過程,是一種非接觸式傳熱,在真空中也能進行.物體發出的電磁波,理論上是在整個波譜范圍內分布,但在工業上所遇到的溫度范圍內,有實際意義的是波長位於0.38~1000μm之間的熱輻射,而且大部分位於紅外線(又稱熱射線)區段中0.76~20μm的范圍內.所謂紅外線加熱,就是利用這一區段的熱輻射.研究熱輻射規律,對於爐內傳熱的合理設計十分重要,對於高溫爐操作工的勞動保護也有積極意義.當某系統需要保溫時,即使此系統的溫度不高,輻射傳熱的影響也不能忽視.如保溫瓶膽鍍銀,就是為了減少由輻射傳熱造成的熱損失.熱輻射的基本概念 任何物體在發出輻射能的同時,也不斷吸純漏收周圍物體發來的輻射能.一物體輻射出的能量與吸收的能量之差,就是它傳遞出去的凈能量.物體的輻射能力(即單位時間內單位表面向外輻射的能量),隨溫度的升高增加很快.一般說來,當一物體受到其他物體投來的輻射(能量為Q)時,其中被吸收轉為熱能的部分為QA,被反射的部分為QR,透過物體的部分為QD,顯然這些部分與總能量之間有下式所示的關系:QA+QR+QD=Q如果把A=QA/Q稱為吸收率,R=QR/Q稱為反射率,D=QD/Q稱為穿透率,則有:A+R+D=1
若物體的A=1,R=D=0,即到達該物體表面的熱輻射的能量完全被吸收,此物體稱為絕對黑體,簡稱謹褲衫黑體.若R=1,A=D=0,即到達該物體表面的熱輻射的能量全部被反射;當這種反射是規則的,此物體稱為鏡體;如果是亂反射,則稱為絕對白體.若D=1,A=R=0,即到達物體表面的熱輻射的能量全部透過物體,此物體稱為透熱體.實際上沒有絕對黑體和絕對白體,僅有些物體接近絕對黑體或絕對白體.例如:沒有光澤的黑漆表面接近於黑體,其吸收率為0.97~0.98;磨光的銅表面接近於白體,其反射率可達0.97.影響固體表面的吸收和反射性質的,主要是表面狀況和顏色,表面狀況的影祥腔響往往比顏色更大.固體和液體一般是不透熱的.熱輻射的能量穿過固體或液體的表面後只經過很短的距離(一般小於1mm,穿過金屬表面後只經過1μm),就被完全吸收.氣體對熱輻射能幾乎沒有反射能力,在一般溫度下的單原子和對稱雙原子氣體(如 Ar、He、H2、N2、O2等),可視為透熱體,多原子氣體(如CO2、H2O、SO2、NH3、CH4等)在特定波長范圍內具有相當大的吸收能力.
㈡ 太陽輻射 和熱輻射的區別
太陽輻射,是指太陽以電磁波的形式向外傳遞能量,太陽向宇宙空間發射的電磁波和粒子流。太陽輻射所傳遞的能量,稱太陽輻射能。
地球所接受到的太陽輻射能量雖然僅為薯讓太陽向宇宙空間放射的總輻射能量的二十二億分之一,但卻是地球大氣數枝局運動的主要能量源泉,也是地球光熱能的主要來源。
熱輻射,物體由於具有溫度而輻射電磁波的現象,是熱量傳遞的3種方式之一。一切溫度高於絕對零度的物體都能產生熱輻射,溫度愈高搭伍,輻射出的總能量就愈大,短波成分也愈多。
熱輻射的光譜是連續譜,波長覆蓋范圍理論上可從0直至正無窮,一般的熱輻射主要靠波長較長的可見光和紅外線傳播。由於電磁波的傳播無需任何介質,所以熱輻射是在真空中唯一的傳熱方式。