Cómo calcular la emisión de calor de un cuerpo negro utilizando la constante de stefan-boltzmann
Puede utilizar la constante de Stefan-Boltzmann para medir la cantidad de calor que se emite por un cuerpo negro. Los físicos han determinado que un cuerpo negro es un objeto que absorbe el 100 por ciento de la energía radiante que incide, y si está en equilibrio con su entorno, que emite toda la energía radiante también.
En cuanto a la reflexión y absorción de la radiación, la mayoría de los objetos caen en algún lugar entre los espejos, que reflejan casi toda la luz, y los cuerpos negros, que absorben toda la luz. Los objetos medianos de la carretera absorben parte de la luz que incide sobre ellos y emiten de nuevo en su entorno. objetos brillantes son brillantes, ya que reflejan la mayor parte de la luz, lo que significa que no tienen que emiten tanto calor radiante en la sala como otros objetos. objetos oscuros aparecen oscuras debido a que no reflejan mucha luz, lo que significa que tienen que emitir más en forma de calor radiante (por lo general más abajo en el espectro, donde la radiación es infrarroja y no se puede ver).
Entonces, ¿cuánto calor se emite ningún cuerpo negro cuando está a una cierta temperatura? La cantidad de calor radiado es proporcional a la vez que permite que - el doble de tiempo el doble de calor, radiado, por ejemplo. Para que pueda escribir la relación de calor, donde t es el tiempo, como sigue:
Y como se puede esperar, la cantidad de calor radiado es proporcional a la superficie total haciendo la radiación. Así también se puede escribir la relación de la siguiente manera, donde UN es el área haciendo la emisión:
Temperatura, T, tiene que estar en la ecuación en algún lugar - el más caliente un objeto, más calor irradiado. Experimentalmente, los físicos encontraron que la cantidad de calor radiado es proporcional a T a la cuarta potencia, T4. Así que ahora tiene la siguiente relación:
Video: FISICA MODERNA , RADIACION TERMICA
Para mostrar la relación exacta entre el calor y las otras variables, es necesario incluir una constante, que los físicos medidos experimentalmente. Para encontrar el calor emitido por un cuerpo negro, se utiliza la constante de Stefan-Boltzmann,
que va en la ecuación como esta:
Video: RADIACION DEL CUERPO NEGRO , LEY DEL DESPLAZAMIENTO DE WIEN -FÍSICA MODERNA
Tenga en cuenta, sin embargo, que esta constante funciona sólo para cuerpos negros que son emisores perfectos.
La mayoría de los objetos no son emisores perfectos, así que hay que multiplicar por otra constante mayoría de las veces - una que depende de la sustancia que está trabajando. La constante se llama emisividad, e, que es un número puro entre 0 (para un reflector perfecto) y 1 (para un absorbente perfecto).
La ley de Stefan-Boltzmann de la radiación dice lo siguiente:
thetemperature en grados Kelvin.
emisividad de una persona es aproximadamente 0,98. A una temperatura corporal de 37 grados centígrados, la cantidad de calor es que una persona irradia cada segundo? En primer lugar, hay que tener en cuenta la cantidad de área que hace el radiante. Si sabe que el área de superficie del cuerpo humano es UN = 1,7 m2, se puede encontrar el calor total radiada por una persona conectando los números en la ley de Stefan-Boltzmann de la ecuación de radiación, asegurándose de convertir la temperatura de grados Kelvin:
Entonces dividiendo ambos lados por t, usted obtiene
Se obtiene un valor de 550 julios por segundo, o 550 vatios. Eso puede parecer alta, porque la temperatura de la piel no es la misma que la temperatura interna del cuerpo, pero está en el estadio de béisbol.