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黒体について質問です。 黒体は光(赤外などの不可視光含む)を100%吸収し100%放出...

lov********さん

2016/8/510:28:41

黒体について質問です。
黒体は光(赤外などの不可視光含む)を100%吸収し100%放出すると理解しておりますが
エネルギーを100%吸収しても100%放出すれば黒体そのものにエネルギーは蓄積できず

黒体の温度は上昇出来ないように思うのですが、WEBなどでは黒体温度によって放出波長が変化するグラフが一杯あります。

この100%吸収し100%放出とは黒体を基準としており、物理的絶対量の100%では無いと考えた場合には温度は上がると理解できますが、その場合にはエネルギーの如何程が蓄積されまた放出されているのでしょうか?

目的は
遠赤外線カーボンヒーターにおける赤外線放出率とカーボンヒーター体そのものの温度上昇について考察するためです。

お手数ですが何卒宜しくお願い致します。

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tas********さん

2016/8/516:34:53

ここは分かりにくいところです。ある反射率ρi、ふく射率εi、温度
Tiの面iがある。この面に入射するエネルギーをHi、この面から出て
いくエネルギー(発散エネルギー)Biとすると

Bi=εiσTi⁴+ρiHi
の関係がある。つまり、出ていくエネルギーは入射エネルギーの反
射分ρiHiとシュテファイン・ボルツマンのふく射法則による分
εiσTi⁴の和となる。このとき、透過がなければ、

εi=1-ρi・・・・①
の関係があります。

注意点は、空間に放出されるエネルギーQiは
Qi=Bi-Hi=εi(σTi⁴-Hi)
であり、これは平衡状態なので、面i内の発熱量に一致します。
上はすべて、単位面積当たりのエネルギーです。

1.
つまり、黒体で100%吸収・放出というのは εi=1により、ふく射
エネルギーσTi⁴を100%放出し、①から ρi=0で、1-ρi=1 となり、
入射エネルギーHiは反射されず、100%吸収するという意味です。

2.
>>黒体の温度は上昇出来ないように思うのですが、WEBなどでは黒体温度によって放出波長が変化するグラフが一杯あります。>>
上は全エネルギー(波長全域の合計)の話であって、当然、ステ
ファン・ボルツマン則により、黒体の温度によって、ふく射の
波長分布は変化します。

3.
ふく射の解析は難しく、普通、平衡状態の考察であり、周囲に温度
によって、内部の物体の温度は影響されます。「伝熱工学」の
熱ふく射を調査することをお勧めします。

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