Были или нет американцы на Луне?
13,262,781
109,685
|
CodeGrinder ( Слушатель ) |
| 16 окт 2009 02:07:00 |
Тред №155747
новая дискуссия Дискуссия 504
А физик-то, которого я спрашивал, был прав, и всё правильно понял. А я-то грешным делом подумал, что он уже подзабыл.
Там же приведено и решение.
Единственное, что смущает - насколько толстым должен быть слой.
Солнце это хорошо, а как быть с фольгой?
А вот это интересно:
Получается, что цвет в оптическом диапазоне необязательно влияет на поглощение в остальных диапазонах. Ведь инфракрасное (тепловое) излучение - невидимо. Осталось выяснить, как ведёт себя фольга за пределами оптического диапазона.
Получается, для реалистичности расчётов надо залезать в глубокие дебри. Проще действительно поставить эксперимент. Если только не окажется, что считать надо всё-таки АЧТ. Это сняло бы и вопрос с белым и чёрным цветом скафандра, с температурой в ЛМ (её, видимо, считали на основании излучения от АЧТ, а ЛМ - не чёрный).
Вот уж воистину, на любой вопрос есть простой, лёгкий - и неправильный ответ.
Хотя фольга вроде и правда излучает меньше, так что возможно, что E-R прав относительно теплоизоляции.
В общем, я уже вижу, что если в эти дебри лезть - то это надолго. Так что я завязываю. Но с цветом скафандра реально есть непонятки, я вижу только одно объяснение - то что верно для фольги - неверно для скафандра. А тогда не охлаждать должны были, а греть. А если верно, тогда нафига охлаждение? И почему чёрный лучше решает вопрос лишнего тепла, чем белый?
Цитата
Задача 1.1. Покажите, что если излучение происходит в объеме достаточно толстого слоя из любого вещества, имеющего на единицу толщины испускательную способностьи поглощательную способность
, то поверхность этого слоя излучает как абсолютно черное тело. При расчетах ограничиться рассмотрением излучения, распространяющегося в направлении, перпендикулярном поверхности слоя.
Там же приведено и решение.
Цитата
Этот важный вывод поясняет, например, почему излучение с поверхности достаточно большого объема высокотемпературной плазмы и, в частности, с поверхности Солнца, близко по спектральному составу к излучению абсолютно черного тела.
Единственное, что смущает - насколько толстым должен быть слой.
Солнце это хорошо, а как быть с фольгой?А вот это интересно:
Цитата
Закон Кирхгофа. Между испускательными и поглощательными свойствами любого тела должна существовать связь. Ведь в опыте с равновесным тепловым излучением (рис. 1.1) равновесие в системе может установиться только в том случае, если каждое тело будет излучать в единицу времени столько же энергии, сколько оно поглощает. Это означает, что тела, интенсивнее поглощающие излучение какой-либо частоты, будут это излучение интенсивнее и испускать.
Получается, что цвет в оптическом диапазоне необязательно влияет на поглощение в остальных диапазонах. Ведь инфракрасное (тепловое) излучение - невидимо. Осталось выяснить, как ведёт себя фольга за пределами оптического диапазона.
Цитата
Для реальных тел закон Стефана-Больцмана выполняется лишь качественно, то есть с ростом температуры энергетические светимости всех тел увеличиваются. Однако, для реальных тел зависимость энергетической светимости от температуры уже не описывается простым соотношением (1.7), а имеет вид1.8
Коэффициентв 1.8, всегда меньший единицы, можно назвать интегральной поглощательной способностью тела. Значения
, а для угля и окислов металлов
.
Цитата
Таким образом, В.Вин сформулировал закон теплового излучения, согласно которому длина волны , на которую приходится максимум испускательной способности абсолютно черного тела, обратно пропорциональна его абсолютной температуре.
Цитата
Для реальных тел закон Вина выполняется лишь качественно. С ростом температуры любого тела длина волны, вблизи которой тело излучает больше всего энергии, также смещается в сторону коротких длин волн. Это смещение, однако, уже не описывается простой формулой (1.11), которую для излучения реальных тел можно использовать только в качестве оценочной.
Получается, для реалистичности расчётов надо залезать в глубокие дебри. Проще действительно поставить эксперимент. Если только не окажется, что считать надо всё-таки АЧТ. Это сняло бы и вопрос с белым и чёрным цветом скафандра, с температурой в ЛМ (её, видимо, считали на основании излучения от АЧТ, а ЛМ - не чёрный).
Вот уж воистину, на любой вопрос есть простой, лёгкий - и неправильный ответ.
Хотя фольга вроде и правда излучает меньше, так что возможно, что E-R прав относительно теплоизоляции.
В общем, я уже вижу, что если в эти дебри лезть - то это надолго. Так что я завязываю. Но с цветом скафандра реально есть непонятки, я вижу только одно объяснение - то что верно для фольги - неверно для скафандра. А тогда не охлаждать должны были, а греть. А если верно, тогда нафига охлаждение? И почему чёрный лучше решает вопрос лишнего тепла, чем белый?
Отредактировано: CodeGrinder - 20 авг 2014 12:38:38
ОТВЕТЫ (8)
|
ER* ( Слушатель ) |
| 16 окт 2009 15:15:07 |
Чёрный слой снаружи и белый внутри хуже для отвода тепла, чем просто белый снаружи. Просто прикиньте потоки энергии, которые нужно отводить от белого слоя в одном и другом случае. Вроде как не должно быть непоняток: чёрный (снаружи) скафандр - плохое решение.
|
|
CodeGrinder ( Слушатель ) |
| 16 окт 2009 18:25:05 |
Цитата: E-R от 16.10.2009 15:15:07
Ну давайте прикинем. Не помню какое альбедо у белого, будем исходить из того, что поглощает 10%, это на самом деле даже непринципиально. С учётом закона излучения Кирхгофа получим, что излучения он получит в 10 раз меньше, чем чёрный (т.е. как просто белый), и тепла тоже меньше, т.к. чёрный будет холоднее белого. Так что по всем параметрам получается, что чёрный цвет снаружи - лучше. Не, оно интуитивно понятно что белый лучше, но у вас оно что-то не вытанцовывается.
|
|
ER* ( Слушатель ) |
| 16 окт 2009 20:00:41 |
То, что чёрный лучше излучает и, соответственно, лучше отводит тепло изнутри наружу - не вопрос. Вопрос именно в том сколько тепла нужно отводить изнутри. Снаружи белый и чёрный скафандры имеют практически одинаковую температуру, но зато чёрный сильно излучает вовнутрь, а это означает, что, помимо мощности астронавта надо ещё и это излучение назад возвращать. Вы хотите для этого во внутренний слой слой скафандра поставить фольгу или белый слой. ОК. От белого слоя это ненужное нам излучение частично вернётся. Но, самое интересно, что если чёрный слой убрать и оставить только белый, то будет ещё лучше. Посчитайте, ради интереса.
|
|
CodeGrinder ( Слушатель ) |
| 16 окт 2009 20:44:54 |
Цитата: E-R от 16.10.2009 20:00:41
Ну куда ж оно вернётся, если чёрный его практически полностью поглотит. Та же фигня будет со следующей порцией тепла.
|
|
ER* ( Слушатель ) |
| 16 окт 2009 21:23:28 |
Ну, поглотит и опять переизлучит.
Даже на пальцах видно, что если сферического астронавта в вакууме завернуть в абсолютно чёрную фольгу, то ему станет только жарче. До фольги на него падало П, уходило назад П+п. После заворачивания в фольгу - то же самое: на фольгу падает П уходит назад П+п. Но, посмотрим на внутренний слой чёрной фольги. Он ведь тоже излучает ровно столько же, как и внешний: П+п и светит прямо на сферического космонавта. А, сферический космонавт может резонно заметить, что до заворачивания в абсолютно чёрную фольгу на него светило меньше, и кому оно надо, эта чёрная фольга?Это ещё без теплопроводности рассуждения. С теплопроводностью будет ещё круче Поток от Солнца гораздо мощнее потока от хилого сферического космонавта, так что, сами понимаете куда будет идти тепло: вовне или внутрь.
|
|
CodeGrinder ( Слушатель ) |
| 16 окт 2009 21:49:07 |
Цитата: E-R от 16.10.2009 21:23:28
Эмм, давайте ещё раз. Чёрный слой строго говоря на поток излучения повлияет очень слабо, сколько на него упадёт столько и излучит, т.е. практически всё что он даст - это низкую температуру. А вот белый как раз и уменьшит тепловое излучение на космонавта, а за счёт теплопроводности отдаст дополнительное тепло чёрному, которое тот рассеет наружу. Нет? Исходя из вашей логики конечно.
|
|
ER* ( Слушатель ) |
| 16 окт 2009 21:53:48 |
Похоже, физик ваш подзабыл таки, или, как мне кажется, кто-то кого-то из Вас не понял:
Вот Ваш же пример:
Задача 1.1. Покажите, что если излучение происходит в объеме достаточно толстого слоя из любого вещества, имеющего на единицу толщины испускательную способность и поглощательную способность , то поверхность этого слоя излучает как абсолютно черное тело. При расчетах ограничиться рассмотрением излучения, распространяющегося в направлении, перпендикулярном поверхности слоя....
http://lgrflab.ru/ph…/ch1_1.htm
Очень хорошо. Для очень толстых тел, типа Солнца это так. Может Вы его про суперобъёмные тела спрашивали?
Но, там есть замечательное аналитическое решение, а именно интегральчик
И если его не от нуля до бесконечности проинтегрировать, а от нуля до толщины алюминевой фольги, то получим как раз е*sigma*Т^4
Сможете предел взять (точнее, первое приближение) от интеграла, если этот интеграл взять от нуля до дельта, где дельта стремиться к нулю?
Не сможете, так физика своего поросите или математика какого. Или численно - это Вы умеете: подставляете табличные значения коэфф. излучения и поглощения для алюминия, и толщину фольги или даже всех причиндалов за фольгой.
Цитата
E-R, Закон Кирхгофа справедлив только для случаев теплового равновесия. Остывающая фольга к таким очевидно не относится. Ещё раз переспросил физика, он ещё раз подтвердил, что надо считать АЧТ без всяких дополнительных коэффициентов. Вы там разберитесь уж.
В вашем примере 1.1 тоже нет никакого т.д.-равновесия. Открытым текстом сказано излучает, не поглощает, даже стрелочки нарисованы куда.
Как раз наш случай. Нагретое тело излучает. Но, Вы, инегральчик-то возьмите, а потом и подумайте кому верить: вашему результату, или тому что вы сейчас выше пишете.
|
|
CodeGrinder ( Слушатель ) |
| 16 окт 2009 21:56:28 |
Цитата: E-R от 16.10.2009 21:53:48
И тем не менее, чёрный скафандр по вашей логике выгоднее. А интегральчик-то зависит от толщины, и чем она больше, тем по идее излучение ближе к АЧТ. Нет? Ведь и толщина Солнца - не бесконечность, а излучает близко к АЧТ. И пластинка алюминиевая у нас не нулевой толщины. А тут ещё закон Кирхгофа у нас только для теплового равновесия, а что там будет при остывании считать надо несколько иначе. И алюминиевая пластинка нулевой толщины которую вы считали - это и есть как раз то самое невероятное допущение, которых вы просили не делать.