熱放射とは？ わかりやすく解説

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2020/04/22 02:52 UTC 版)

「伝熱」の記事における「熱放射」の解説

詳細は「熱放射」を参照 物体がその温度に応じて内部エネルギーを電磁波に変換し放出、または吸収することで高温物体から低温物体へのエネルギー移動が生じる現象である。より詳細には、固体表面はその電気電子的性質によって、波長依存性を持つ光吸収、反射、放射、光透過などの現象の組み合わせという、複雑なエネルギー移動現象である。プランクの法則によると、温度Tの黒体が放射する波長λの電磁波のエネルギーE(λ) は、 E ( λ ) = 8 π h c λ 5 1 e h c / λ k T − 1 {\displaystyle E(\lambda )={\frac {8\pi hc}{\lambda ^{5}}}{\frac {1}{e^{hc/\lambda kT}-1}}} と表せる。ここで、hはプランク定数、kはボルツマン定数。このエネルギーの交換はキルヒホッフの法則などに従う。E(λ)を電磁波の全波長で積分した合計の放射エネルギーはシュテファン＝ボルツマンの法則によれば物体の温度の4乗に比例し、 E B ( T ) ≡ ∫ 0 ∞ E ( λ ) d λ = σ T 4 {\displaystyle E_{B}(T)\equiv \int _{0}^{\infty }E(\lambda )d\lambda =\sigma T^{4}} となる。方向性のない熱放射は固体表面の放射率εによって、εσT4となる。2つの固体間の放射熱交換はそれぞれの固体が相手を見る立体角に関係する形態係数F1→2などを用いて計算される。

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