W; hősugárzás
TÉMA: Hősugárzás
2 Válasz).
hippi a vita 2006. 07. 30.-án (00:27) kezdődött a következő bejegyzéssel:
Ki tud a hősugárzásról?
Találtam valamit, amit nem igazán tudok megmagyarázni, mert valójában nem illik hozzá. Egyszer megpróbáltam leírni:
1 Hőcsere szempontok
1.1 Alapvető gondolatok
1.1.1 modell
Képzeljünk el egy olyan testet, amely két testből áll, amelyeknek bizonyos kezdő hőmérséklete van, és így hősugárzást bocsát ki. A rendszer vákuumban helyezkedik el, a teljes hőcsere pusztán hősugárzás útján megy végbe.
Az egyik test sugárzásának teljesen el kell érnie a másik testet, és fordítva, a rendszerben nem veszít hő. A testeknek szintén nem szabad átlátszónak lenniük, megengedhető a reflexió, de ehhez a nézethez tisztán fekete testeknek kell lenniük.
Azt sem tudom, hogy ez hogyan működik a gyakorlatban, esetleg tükrök, lencsék elrendezése. szolgál.
1.1.2.1. Hőemisszió
A kibocsátott hősugárzás képlete szerint a Q kibocsátott hőmennyiség arányos a területtel és a hőmérséklet négy teljesítményével. Minél nagyobb és melegebb a test felülete, annál több hősugárzás adódik.
A valóságban az anyagtól és a hőmérséklettől függően a hősugárzás különböző erősségű lesz, különböző frekvenciákon; itt nem szabad ezt figyelembe venni.
1.1.2.2. Hőelnyelés
A felvétel a test tükröződésétől, abszorpciójától és átlátszóságától függ, mivel a fekete test csak a felszívódást. Így az összes beeső sugárzás hővé alakul a test számára.
1.1.2.3 Egyenleg
Az egyensúly azt jelenti, hogy minden test ugyanolyan sugárzást bocsát ki, mint amennyit elnyel. Hőmérsékletében állandó marad. Mivel az egyik testből származó sugárzás eléri a másikat, és fordítva, az egyensúlyra az alábbiak vonatkoznak:
- kibocsátott sugárzási test 1 egyenlő abszorbeált sugárzó test 1
- kibocsátott sugárzó test 2 egyenlő abszorbeált sugárzó test 2
ez azt jelenti, hogy a testek egyensúlyban tartják hőmérsékletüket.
Ez azt is jelenti, hogy:
- kibocsátott sugárzástest 1 ugyanaz az elnyelt sugárzó test 2
- kibocsátott sugárzó test 2 egyenlő abszorbeált sugárzó test 1,
mert különben az egyik test melegebbé vagy hidegebbé válik.
1.1.2.4. Kiegyensúlyozatlanság
Az egyensúly eléréséig az egyik test több sugárzást bocsát ki, mint a másik, ezt a sugárzást a másik test elnyeli.
- kibocsátott 1 sugárzó test ugyanaz az elnyelt sugárzó test 2
- kibocsátott sugárzó test 2 egyenlő elnyelt sugárzó test 1
Egyenlőtlen, ha az 1. test által kibocsátott sugárzás nagyobb, mint a 2. test által kibocsátott sugárzás
- Az 1 testből kibocsátott sugárzás nagyobb, mint az 1 testből elnyelt sugárzás, a test lehűl
- A 2 test által kibocsátott sugárzás kisebb, mint a test 2 által elnyelt sugárzás, a test melegebbé válik
1.2 A modell lehetséges jellemzői
A két testtel rendelkező modell variálható. Az állapotot akkor kell figyelembe venni, ha a rendszer egyensúlyban van, vagy ha a rendszer melyik irányba halad, ha egyensúlyhiány van.
1.2.1 Ugyanazok a felületek
Ha a felületek megegyeznek, akkor az egyik test által kibocsátott sugárzás megegyezik a másik test sugárzásával, ha mindkét hőmérséklet azonos. (A sugárzás arányos a felülettel és a hőmérséklettel)
Amíg egyensúlyhiány van (a hőmérséklet nem egyenlő), a melegebb test hidegebbé válik, a hidegebb test pedig melegebbé válik.
1.2.2 1. terület nagyobb terület 2
Ha az 1 felület nagyobb, mint a 2 felület, akkor az 1 test által kibocsátott sugárzás nagyobb, mint a 2 test sugárzása ugyanazon a hőmérsékleten.
Ennek eredményeként az 1. test több sugárzást bocsát ki a 2. testbe, mint amennyit visszajut a 2. testből, az 1. test elveszíti hőenergiáját és hidegebbé válik. A 2. test kevesebb sugárzást bocsát ki az 1. testbe, mint amennyit az 1. testből visszakap, a 2. test hőenergiát nyer és melegebbé válik.
Meglepő módon ebben az esetben meg kell állapítani az egyensúlyt, ha a testek között hőmérséklet-különbség van, ugyanakkor ez egyenlő sugárzást jelent, amelyet a területkülönbség okoz.
1.2.3 Ugyanazok a területek, de közöttük egyoldalas, áteresztő elem található
Gondoljon az elemre mint visszacsapó szelepre. Az egyik test sugárzása akadálymentesen átengedhető, míg a másik test sugárzása leáll, vagy ami még jobb, visszaverődik.
Itt az egyik test lehűl, a másik pedig egyre jobban felmelegszik.
1.3 jelentése
Az 1.2.2 vagy az 1.2.3 szerinti modell azt jelenti, hogy az egyik test mindig melegebb lesz, mint a másik. A hővel kapcsolatos korábbi tapasztalatok azonban azt mondják, hogy a testek mindig hajlamosak ugyanazon melegségre, hőmérsékletre.
Pontosan itt kell eltemetni valahol a kutyát, mert ilyesmi nem lehet. Mi nem illik? Tudna valaki segíteni ott?
Képzelje csak el, mit lehetne kezdeni vele:
1.4 Lehetséges alkalmazások
Hűtőszekrény/légkondicionáló: a hidegebb test lehűl, a melegebb a test melegedik
Fűtés: a hidegebb test lehűl, a melegebb test melegedik
Energiatermelés: A hőmotorok többnyire azon elv szerint működnek, hogy a hőenergiát a meleg oldalról a hideg oldalra szállítják, és így energiát lehet elvinni a rendszerből. A fenti modell a hőt a hidegebb oldalról a melegebb oldalra szállítja, így hőmotorral egészíti ki magát. (Azt gondolnám, hogy a hőenergia egy része átalakulna entrópiává, amely aztán pl. Mechanikus energiává alakulna át a hőmotorban). A két hűvös oldalt például "össze lehet kapcsolni" a környezeti hőmérsékletre.
SaS137 válaszolt: 07/06/07 (15:59):
A kutyát ebben a feltételezésben temették el:
"Az egyik test sugárzásának teljesen el kell érnie a másik testet, és fordítva, a rendszerben nem veszít hő."
A probléma valószínűleg az
"Nem tudom, hogy ez hogyan működik a gyakorlatban is, talán tükrök, lencsék elrendezésének kellene szolgálnia."
nem igazán gondoltam át;-)
Ennek eredményeként a felületek figyelmen kívül maradnak, és voila, az ellentmondás megszűnt!
hippi 2007. 07. 07. (18:10) válaszolt:
Köszönjük a választ. Időközben találkoztam valamivel, ami megoldást jelenthet erre a problémára. Ezzel a műanyaggal a fény "összegyűjthető". (A fény- és a hősugárzás alapvetően azonos, csak különböző hullámhosszúságú)
A diffúz fény elnyelődik és ismét kibocsát. A geometria következtében a fény koncentráltan távozhat. Például egy ragyogó élű műanyag lemez. (A lemez területe nagyobb, mint az él területe) Ily módon el lehet érni, hogy a sugárzás egy része elhajlik. Elméletileg ez elegendő a hőmérséklet-különbség eléréséhez.
Hozzáadom a gyártó oldalát:
http://www.relux-gmbh.de/erklaerung/index.html (a fizikai elv leírása)
http://www.relux-gmbh.de/pocket/index.html (alkalmazás)
Valami mást a hősugárzáshoz és a dolog gyakorlatilag lehetséges? Mindenképpen érdekes,