Como calcular a emissão de calor de um corpo negro usando a constante de stefan-boltzmann

Você pode usar a constante de Stefan-Boltzmann para medir a quantidade de calor que é emitido por um corpo negro. Físicos ter determinado que um corpo negro é um objecto que absorve a 100 por cento da energia radiante golpeando, e se ele estiver em equilíbrio com a sua envolvente, emite-se toda a energia radiante bem.

Video: Radiação do corpo negro e a Lei de Stefan Boltzmann - Física Moderna

Em termos de reflexão e absorção de radiação, a maioria dos objetos caem em algum lugar entre espelhos, que refletem quase toda a luz e corpos negros, que absorvem toda a luz. Os objetos de meia-of-the-road absorver um pouco da luz que incide sobre eles e emiti-lo de volta para os seus arredores. objetos brilhantes são brilhantes porque refletem a maior parte da luz, o que significa que eles não têm que emitem tanto calor radiante para o quarto como outros objetos. objetos escuros aparecem escuras porque eles não refletem muita luz, o que significa que eles têm que emitem mais de calor radiante (geralmente inferior para baixo no espectro, onde a radiação é o infravermelho e não pode ser visto).

Assim, a quantidade de calor que um corpo negro emite quando está a uma determinada temperatura? A quantidade de calor irradiado é proporcional ao tempo que você permitir - o dobro do tempo duas vezes mais calor, irradiado, por exemplo. Então você pode escrever a relação de calor, onde t É tempo, como segue:

Video: Lei de Stefan-Boltzmann e Lei de Kirchhoff

E como você pode esperar, a quantidade de calor irradiado é proporcional à área total fazendo o radiante. Então você também pode escrever a relação da seguinte forma, onde UMA é a área fazendo o radiante:

Temperatura, T, tem que ser na equação em algum lugar - quanto mais quente um objeto, mais calor irradiado. Experimentalmente, os físicos descobriram que a quantidade de calor irradiado é proporcional à T à quarta potência, T⁴. Então agora você tem a seguinte relação:

Para mostrar a relação exata entre o calor e as outras variáveis, você precisa incluir uma constante, o que os físicos medidos experimentalmente. Para encontrar o calor emitido por um corpo negro, você usar a constante de Stefan-Boltzmann,

que vai na equação como esta:

Note, no entanto, que isso funciona constantes única para corpos negros que são emissores perfeitos.

Video: Video Experimento Corpo Negro

A maioria dos objetos não são emissores perfeitas, então você tem que multiplicar por outra constante na maioria das vezes - que depende da substância que você está trabalhando. A constante é chamado emissividade, e, que é um número entre 0 puro (para um reflector perfeito) e 1 (para um absorvedor perfeito).

A lei de Stefan-Boltzmann da radiação diz o seguinte:

thetemperature em kelvins.

emissividade de uma pessoa é cerca de 0,98. A uma temperatura corporal de 37 graus Celsius, a quantidade de calor é que uma pessoa irradiar cada segundo? Primeiro, você tem de levar em consideração o quanto área faz a irradiação. Se você sabe que a área de superfície do corpo humano é UMA = 1,7 m², pode encontrar o calor total irradiada por uma pessoa, ligando os números para a lei de Stefan-Boltzmann da equação radiação, certificando-se de converter a temperatura para kelvins:

Em seguida, dividindo ambos os lados por t, você começa

Você obter um valor de 550 joules por segundo, ou 550 watts. Isso pode parecer alto, porque a temperatura da pele não é o mesmo que a temperatura interna do corpo, mas é no estádio.