ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3 Контрольные вопросы 1. Какова цель лабораторной работы ? Изучение процесса лучистого теплообмена и факторов, влияющих на его интенсивность 2. В чем заключается содержание лабораторной работы ? Экспериментальное определение степени черноты тонкой молибденовой проволоки и зависимости значения степени черноты исследуемого образца от температуры. 3. Что называется лучистым теплообменом ? Тепловое излучение (лучистый теплообмен) – это процесс передачи энергии путем электромагнитных волн. При тепловом излучении происходит двойное превращение энергии – внутренняя энергия излучающего тела переходит в энергию электромагнитного излучения и обратно, лучистая энергия, поглощаясь телом, переходит во внутреннюю. 4. Приведите математическое выражение закона Стефана-Больцмана для абсолютно черного тела, серых тел. В основе большей части расчетных соотношений лучистого теплообмена, используемых в технике, лежит закон Стефана-Больцмана, согласно которому полное количество энергии, излучаемое единицей поверхности абсолютно черного тела в единицу времени, пропорционально абсолютной температуре T в четвертой степени(1) где E0 = q0 – поверхностная плотность потока интегрального теплового излучения или излучательная способность абсолютно черного тела, Вт/м2; 0 – постоянная Стефана-Больцмана, 0 = 5,67 10-8 Вт/(м2 К4); С0 – коэффициент излучения абсолютно черного тела, С0 = 5,67 Вт/(м2 К4). Закон Стефана-Больцмана может быть применен к серым телам. В этом случае поверхностная плотность потока интегрального теплового излучения серых тел E может быть определена из соотношения где ε – средняя степень черноты серого тела, 5. Как определяется степень черноты серых тел ? Степень черноты характеризует излучательную способность рассматриваемого тела по сравнению с абсолютно черным и зависит от состояния поверхности тела и ее температуры. Значения степени черноты ε для различных тел находится в пределах от 0 до 1 и приводится в справочной литературе 6. Чему равна и в каких единицах измеряется постоянная СтефанаБольцмана ? Постоянная Стефана — Больцмана (σ) равна 5,670 367 (13) × 10−8 Вт·м−2·К−4 в единицах Международной системы единиц (СИ). В единицах СГС значение постоянной составляет 5,670 367 (13) × 10−5 эрг·с−1·см−2·К−4. Обычно обозначается греческой буквой σ. Постоянная Стефана — Больцмана является коэффициентом пропорциональности в законе Стефана — Больцмана: полная энергия, излучаемая единицей площади поверхности абсолютно чёрного тела за единицу времени, пропорциональна четвёртой степени термодинамической температуры. 7. Чему равна и в каких единицах измеряется коэффициент излучения абсолютно черного тела ? Коэффициент излучения абсолютно чёрного тела равен 1. 8. В каком диапазоне изменяются значения степени черноты различных тел ? Значения степени черноты различных тел изменяются в диапазоне от 0 до 1. Степень черноты зависит от природы тела, температуры, состояния поверхности тела, а для металлов — и от степени окисления поверхности. Например: Степень черноты диэлектриков ε > 0,8. Степень черноты металлов значительно ниже, чем у диэлектриков, и увеличивается с ростом температуры. Так, чистые стальные и чугунные поверхности имеют степень черноты ε = 0,05...0,45. Также есть информация, что спектральная степень черноты абсолютно чёрного тела равна единице. Таким образом, диапазон изменений степени черноты зависит от конкретных свойств и характеристик тел. 9. Функцией каких параметров является степень черноты тел ? Степень черноты тел в контексте тепломассообмена является функцией природы тела, температуры, состояния его поверхности 10.В каких единицах измеряется поверхностная плотность потока интегрального теплового излучения E ? Поверхностная плотность потока интегрального теплового излучения E измеряется в ваттах на метр квадратный (Вт/м2). 2
