Benützer:


Wärmestrahlung

Storyboard

Die Wärmeenergie eines Körpers wird in Form von Schwingungen von Atomen in ihm gespeichert. Durch elektrische Ladungen der Atome wirkt die Bewegung dieser als Antenne, die Energie in Form von elektromagnetischen Wellen aussendet. Auf diese Weise geben die Körper Wärme ab, auch wenn sie nicht in Kontakt mit einem externen Medium sind.

>Modell

ID:(314, 0)



Mechanismen

Definition


ID:(15272, 0)



Modell

Bild


ID:(15331, 0)



Strahlung

Notiz

Geladene Partikel, die oszillieren, verschieben ihr umgebendes elektrisches Feld und erzeugen dadurch elektromagnetische Schwingungen. In unserer Welt sind diese Schwingungen als Strahlung bekannt und je nach ihrer Frequenz oder Wellenlänge können sie sich als Wärme, Licht oder Radiowellen manifestieren.

Für das betreffende Teilchen entspricht die Emission von Strahlung einem Energieverlust und somit einem Verlust von Wärme. Ebenso erhöht sich die Energie und damit die Temperatur dieses Teilchens, wenn es Strahlung aus dem umgebenden elektromagnetischen Feld absorbiert.

ID:(204, 0)



Wie ein Heizkörper funktioniert

Zitat

Heizkörper werden mit Wasser beheizt, das in einem zentralen Kessel erhitzt und durch das Heizsystem zirkuliert wird. Das erhitzte Wasser erwärmt das Metall der Heizkörper, das einerseits die umgebende Luft durch Konvektion erwärmt und so Wärme im Raum erzeugt. Sie emittieren auch Infrarotstrahlung, die fotografisch erfasst werden kann, wie in der folgenden Abbildung dargestellt:

ID:(11196, 0)



Wärmestrahlung

Storyboard

Die Wärmeenergie eines Körpers wird in Form von Schwingungen von Atomen in ihm gespeichert. Durch elektrische Ladungen der Atome wirkt die Bewegung dieser als Antenne, die Energie in Form von elektromagnetischen Wellen aussendet. Auf diese Weise geben die Körper Wärme ab, auch wenn sie nicht in Kontakt mit einem externen Medium sind.

Variablen

Symbol
Text
Variable
Wert
Einheiten
Berechnen
MKS-Wert
MKS-Einheiten
$T$
T
Absolute Temperatur
K
$T_e$
T_e
Außentemperatur
K
$\epsilon$
e
Emissions
-
$dt$
dt
Infinitesimale Variation of Time
s
$T_c$
T_c
Körpertemperatur
K
$\sigma$
s
Stefan-Boltzmann-Konstante
J/m^2K^4s
$\delta Q$
dQ
Variation des Wärme
J
$q$
q
Wärmestromrate
W/m^2

Berechnungen


Zuerst die Gleichung auswählen:   zu ,  dann die Variable auswählen:   zu 

Symbol
Gleichung
Gelöst
Übersetzt

Berechnungen

Symbol
Gleichung
Gelöst
Übersetzt

 Variable   Gegeben   Berechnen   Ziel :   Gleichung   Zu verwenden



Gleichungen


Beispiele


mechanisms


model

Geladene Partikel, die oszillieren, verschieben ihr umgebendes elektrisches Feld und erzeugen dadurch elektromagnetische Schwingungen. In unserer Welt sind diese Schwingungen als Strahlung bekannt und je nach ihrer Frequenz oder Wellenl nge k nnen sie sich als W rme, Licht oder Radiowellen manifestieren.

F r das betreffende Teilchen entspricht die Emission von Strahlung einem Energieverlust und somit einem Verlust von W rme. Ebenso erh ht sich die Energie und damit die Temperatur dieses Teilchens, wenn es Strahlung aus dem umgebenden elektromagnetischen Feld absorbiert.

Wenn ein Objekt eine Temperatur (Energie) hat, bewegen sich seine Atome (verschieben sich, schwingen). Wenn diese Bewegung die Verschiebung von Ladungen einschlie t, erzeugt sie elektrische Felder, was der Emission von Strahlung entspricht.

Die ausgestrahlte Strahlung steht direkt im Zusammenhang mit der absoluten Temperatur zur vierten Potenz:

kyon

wobei:

$S$ die strahlende Oberfl che ist, $\sigma$ die Stefan-Boltzmann-Konstante ($4,87E-8 kcal/h m^2K^4$ oder $5,67E-8 J/s m^2K^4$) ist, $\epsilon$ die Emissionsf higkeit ist und $T$ die absolute Temperatur ist.

Die Emissionsf higkeit ist ein Faktor, der von der Beschaffenheit der Oberfl che, ihrer Rauheit abh ngt und zwischen 0 und 1 variieren kann, blicherweise im Bereich von 0,6 bis 0,9 liegt.

Nicht nur wir emittieren Strahlung, sondern auch die Umgebung um uns herum tut dies. Dies bedeutet, dass wir ebenfalls Strahlung empfangen, was bedeutet, dass die u ere Umgebung uns ebenfalls erw rmt. Beide Umgebungen emittieren Strahlung gem dem Stefan-Boltzmann-Gesetz:

equation=3198

Daher wird die Gesamtbilanz berechnet, indem man das, was wir empfangen, von dem abzieht, was wir emittieren. Ist das Vorzeichen negativ, verlieren wir W rme, ist es positiv, gewinnen wir W rme. Wenn die Temperatur der Umgebung $T_e$ betr gt und die des K rpers $T_c$ betr gt, ergibt sich die Bilanz wie folgt:

Daher, wenn die Temperaturen des K rpers und der Umgebung gleich sind, gibt es keine Nettoradiation, was bedeutet, dass das, was wir emittieren, durch das, was wir aufnehmen, kompensiert wird.

kyon

Heizk rper werden mit Wasser beheizt, das in einem zentralen Kessel erhitzt und durch das Heizsystem zirkuliert wird. Das erhitzte Wasser erw rmt das Metall der Heizk rper, das einerseits die umgebende Luft durch Konvektion erw rmt und so W rme im Raum erzeugt. Sie emittieren auch Infrarotstrahlung, die fotografisch erfasst werden kann, wie in der folgenden Abbildung dargestellt:

image


>Modell

ID:(314, 0)