Контрольные вопросы

1. Какой физический смысл коэффициента температуропроводности? Какова размерность коэффициента температуропроводности?

2. Каким методом определяется коэффициент температуропроводности в настоящей работе?

3. Чем характеризуется регулярный режим охлаждения?

4. Каков физический смысл критериев Фурье и Био?

5. Что такое темп охлаждения тела и от чего он зависит?

6. Почему в опыте необходимо обеспечить большую величину критерия Био? Как это достигается?

7. Почему можно пренебречь нагревом охлаждающей воды в ходе опыта?

8. Оцените время наступления регулярного режима, исходя из приведённых оценок значения соответствующего числа Фурье.

Таблица 2

Теплофизические свойства материалов

Материал	ρ	с	λ
	кг/м3	Дж/(кгК)	Вт/(мК)
Латунь	8440	377	130
Песок	1520	800	0,35

Определение степени черноты твердого тела

Цель работы: углубление основных понятий раздела «Теплообмен излучением», а также знакомство с методом двух эталонов, позволяющим определить степень черноты твёрдого тела.

Общие положения

Теплообмен излучением является доминирующим процессом переноса теплоты в топках, нагревательных печах, теплообменниках с высокотемпературным газовым теплоносителем и т.д.

Тепловое излучение – передача теплоты за счет электромагнитных волн, оно определяется только оптическими свойствами данного тела и его температурой.

Излучение является одним из трёх независимых способов передачи энергии в виде теплоты за счёт разности температур. Как известно, другие два способа - это теплопроводность и конвекция. Особенностью излучения в отличие от двух последних названных способов передачи теплоты является тот факт, что перенос энергии осуществляется электромагнитным полем, возникающим вследствие колебания заряженных частиц вещества.

Излучение характеризуется тремя основными параметрами: частотой излучения , длиной волны , и скоростью распространения (волн или фотона) с, которая равна скорости света. Они связаны соотношением

=с.

Энергия излучения может распространяться в вакууме со скоростью света. Если же на пути лучистой энергии находится вещество: газ, жидкость или твёрдое тело, то часть энергии поглощается, часть отражается, а остальная часть пропускается. Соотношение между этими частями определяется физическими свойствами вещества. В общем случае излучение может содержать электромагнитные волны всего диапазона длин волн λ, т.е. λ=0÷∞.

Весь физический диапазон излучения условно делится на следующие виды: космическое, γ – излучение, рентгеновское, ультрафиолетовое, видимый свет, тепловое (инфракрасное), радиоволны. Пределы видимого света - (0,40,8) мкм и тепловых волн - (0,8 400) мкм.

В данной работе речь будет идти только об излучении твёрдых тел. В этом случае, вследствие значительных поглощательной и излучательной способностей тела в процессе теплообмена участвуют лишь тонкие поверхностные слои. Для непроводников теплоты они составляют - 1 мм, для проводников теплоты - 1 мкм. Поэтому здесь можно говорить об излучении, как о поверхностном явлении.