Hősugárzás. 2. Milyen kölcsönhatások lépnek fel sugárzás és anyag között?

Hasonló dokumentumok
Rugalmas hullámok terjedése. A hullámegyenlet és speciális megoldásai

BME Energetika Tanszék

A Maxwell-féle villamos feszültségtenzor

9. ábra. A 25B-7 feladathoz

Mozgás centrális erőtérben

Zaj és rezgésvédelem

A Coulomb-törvény : ahol, = coulomb = 1C. = a vákuum permittivitása (dielektromos álladója) k 9 10 F Q. elektromos térerősség : ponttöltés tere :

1. TRANSZPORTFOLYAMATOK

6. MECHANIKA-STATIKA GYAKORLAT Kidolgozta: Triesz Péter egy. ts. Négy erő egyensúlya, Culmann-szerkesztés, Ritter-számítás

FIZIKA. Ma igazán feltöltődhettek! (Elektrosztatika) Dr. Seres István

t 2 Hőcsere folyamatok ( Műv-I o. ) Minden hővel kapcsolatos művelet veszteséges - nincs tökéletes hőszigetelő anyag,

A Coulomb-törvény : 4πε. ahol, = coulomb = 1C. = a vákuum permittivitása (dielektromos álladója) elektromos térerősség : ponttöltés tere : ( r)

FIZIKA. Ma igazán feltöltődhettek! (Elektrosztatika) Dr. Seres István

XV. Tornyai Sándor Országos Fizikai Feladatmegoldó Verseny a református középiskolák számára Hódmezővásárhely, április

A magnetosztatika törvényei anyag jelenlétében

ÖSSZEFOGLALÁS HŐTANI FOLYAMATOK

Elméleti összefoglaló a IV. éves vegyészhallgatók Poláris molekula dipólusmomentumának meghatározása című méréséhez

1. ábra. r v. 2. ábra A soros RL-kör fázorábrái (feszültség-, impedancia- és teljesítmény-) =tg ϕ. Ez a meredekség. r

Az atomok vonalas színképe

Sugárzás és szórás. ahol az amplitúdófüggvény. d 3 x J(x )e ikˆxx. 1. Számoljuk ki a szórási hatáskeresztmetszetet egy

III. Differenciálszámítás

Elektrosztatika (Vázlat)

Sugárzásos hőátadás. Teljes hősugárzás = elnyelt hő + visszavert hő + a testen áthaladó hő Q Q Q Q A + R + D = 1

Információ megjelenítés Számítógépes ábrázolás. Dr. Iványi Péter

Fizika és 6. Előadás

Az előadás vázlata:

Bokor Mónika. Doktori disszertáció. Témavezető: Vértes Attila Tompa Kálmán 1999.

Sugárzásos hőtranszport

Elektrokémia 03. (Biologia BSc )

Az Ampère-Maxwell-féle gerjesztési törvény

OPTIKA. Fénykibocsátás mechanizmusa fényforrás típusok. Dr. Seres István

1. Milyen hőterjedési formát nevezünk hőmérsékleti sugárzásnak? 2. Milyen kölcsönhatások lépnek fel sugárzás és anyag között?

Időben változó elektromos erőtér, az eltolási áram

Bevezetés az anyagtudományba II. előadás

f r homorú tükör gyűjtőlencse O F C F f

Makromolekulák fizikája

OPTIKA. Elektromágneses hullámok. Dr. Seres István

1. Elektrosztatika A megdörzsölt üvegrudat a fémpohárhoz érintve az elektromos állapot átadódik

Fizika és 14. Előadás

Hőmérsékleti sugárzás

Orvosi Biofizika I. 12. vizsgatétel. IsmétlésI. -Fény

Hidrosztatika. Folyadékok fizikai tulajdonságai

1. Elektrosztatika A megdörzsölt üvegrudat a fémpohárhoz érintve az elektromos állapot átadódik

5. IDŐBEN VÁLTOZÓ ELEKTROMÁGNESES TÉR

A BÍRÁLÓ TÖLTI KI! Feladat: A B C/1 C/2 C/3 ÖSSZES: elégséges (2) 50,1..60 pont

( X ) 2 összefüggés tartalmazza az induktív és a kapacitív reaktanciát, amelyek értéke a frekvenciától is függ.

Elektrokémia 02. (Biologia BSc )

Fizika és 16 Előadás

(KOJHA 125) Kisfeladatok

1. MECHANIKA-STATIKA GYAKORLAT (kidolgozta: Triesz Péter, egy. ts.; Tarnai Gábor, mérnök tanár) Trigonometria, vektoralgebra

HARDVEREK VILLAMOSSÁGTANI ALAPJAI

Név... intenzitás abszorbancia moláris extinkciós. A Wien-féle eltolódási törvény szerint az abszolút fekete test maximális emisszióképességéhez

tema09_

Matematika A2 vizsga mgeoldása június 4.

Segédlet a Tengely gördülő-csapágyazása feladathoz

IVÁNYI AMÁLIA HARDVEREK VILLAMOSSÁGTANI ALAPJAI

A vizsgaérdemjegy: elégtelen (1) elégséges (2) közepes (3) jó (4) jeles (5)

Kémiai egyensúly. Fizikai kémia előadások 6. Turányi Tamás ELTE Kémiai Intézet. ν j sztöchiometriai együttható

A gyakorlat célja az időben állandósult hővezetési folyamatok analitikus számítási módszereinek megismerése;

A fény keletkezése. Hőmérsékleti sugárzás. Hőmérsékleti sugárzás. Lumineszcencia. Lézer. Tapasztalat: a forró testek Hőmérsékleti sugárzás

AZ INSTACIONER HŐVEZETÉS ÉPÜLETSZERKEZETEKBEN. várfalvi.

Kinematikai alapfogalmak

Kirchhoff 2. törvénye (huroktörvény) szerint az áramkörben levő elektromotoros erők. E i = U j (3.1)

Műszaki folyamatok közgazdasági elemzése Előadásvázlat október 17. A technológia és a költségek dualitása

Mit nevezünk nehézségi erőnek?

Mikroökonómi.a Elıadásvázlat november 29. Termelési tényezık piacai

Szabadentalpia nyomásfüggése

1.1 Emisszió, reflexió, transzmisszió

A BÍRÁLÓ TÖLTI KI! Feladat: A B C/1 C/2 C/3 ÖSSZES: elégséges (2) 50,1..60 pont

A gravitáció hatása a hőmérsékleti sugárzásra

ELEKTROMÁGNESSÉG. (A jelen segédanyag, az előadás és a számonkérés alapja:) Hevesi Imre: Elektromosságtan, Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, 2007

3. GYAKORLATI ELEKTROMOSSÁGTAN

4. STACIONÁRIUS MÁGNESES TÉR

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

Mérésadatgyűjtés, jelfeldolgozás.

FIZIKAI MODELL AZ OLDASHŐ KONCENTRACIÓ-FÜGGÉSÉRE

(Gauss-törvény), ebből következik, hogy ρössz = ɛ 0 div E (Gauss-Osztrogradszkij-tételből) r 3. (d 2 + ρ 2 ) 3/2

2. STATIKUS ELEKTROMOS TÉR

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

Elektromosság. Alapvető jelenségek és törvények. a.) Coulomb törvény. Sztatikus elektromosság

Q 1 D Q 2 (D x) 2 (1.1)

Szilárd testek sugárzása

BSC fizika tananyag MBE. Mechatronika szak. Kísérleti jegyzet

A hőmérsékleti sugárzás

Elektromos polarizáció: Szokás bevezetni a tömegközéppont analógiájára a töltésközéppontot. Ennek definíciója: Qr. i i

X. MÁGNESES TÉR AZ ANYAGBAN

Optika gyakorlat 6. Interferencia. I = u 2 = u 1 + u I 2 cos( Φ)

1. Mi a termodinamikai rendszer? Miben különbözik egymástól a nyitott és a zárt termodinamikai

MŰSZAKI HŐTAN II. Hőátvitel és hőcserélők. Kovács Viktória Barbara Hőátvitel és Hőcserélők 2014 Műszaki Hőtan II. (BMEGEENAEHK) K

Diffúzió 2003 március 28

A Hamilton-Jacobi-egyenlet

Kristálytan (Ideális rács)

Rezgés, Hullámok. Rezgés, oszcilláció. Harmonikus rezgő mozgás jellemzői

Lencsék fókusztávolságának meghatározása

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

Alkalmazás a makrókanónikus sokaságra: A fotongáz

1.4. Mintapéldák. Vs r. (Használhatjuk azt a közelítő egyenlőséget, hogy 8π 25.)

ELEKTRONIKAI ALKATRÉSZEK

Szárítás során kialakuló hővezetés számítása Excel VBA makróval

Átírás:

Hősugázás. Milyen hőtejedési fomát nevezünk hőmésékleti sugázásnak? Minden test bocsát ki elektomágneses hullámok fomájában enegiát a hőméséklete által meghatáozott intenzitással ( az anyag a molekulái enegiáinak egy észét elektomágneses ezgések fomájában kisugáozza. Ezt, a test által leadott enegiaáamot nevezzük hőmésékleti sugázásnak. Nincs szükség közvetítő anyaga az enegia tejedésében. Milyen kölcsönhatások lépnek fel sugázás és anyag között? ( a fí -t -vel jelöltük A könyezetből ékező = beeső Visszavet = eflektált Elnyelt = abszobeált Kibocsátott = emittált Áteesztett = tanszmittált b a e t b = + a + t a = α b b = ρ t b = τ 3. Mit nevezünk abszolút fekete, szüke, átlátszó, fehé és színes testnek? Az abszolút fekete testet az jellemzi, hogy: bámely adott hőmésékleten az sugáoz a legnagyobb métékben minden hullámhosszon és minden iányban a áeső sugázást teljes egészében elnyeli a sugázásának a színképét a Planck-féle eloszlás íja le a sugázásának iány szeinti eloszlását a Lambet tövény íja le. mind az általa visszavet, mint az átengedett észaánya nulla ρ = 0, τ = 0, α = ε = Szüke test: a áeső sugázásnak azonos észaányát nyeli el minden hullámhosszon; az általa és egy fekete test által kisugázott enegia aánya minden hullámhosszon ugyanakkoa, mind az általa visszavet, mind az átengedett enegia észaánya független a hullámhossztól. A eflexiója diffúz. ρ = áll, τ = áll,0 < α = ε = áll <

Fehé test: A áeső sugázásból semennyit nem nyel el és nem is enged át, hanem azt minden hullámhosszon teljes egészében, minden iányban egyenletesen vei vissza (a eflexió diffúz, a visszavet sugázása a Lambet tövény évényes; az emissziója nulla. ρ =, τ = 0, α = ε = 0 Színes test: a áeső sugázásnak eltéő észaányát nyeli el a különböző hullámhosszokon; az általa és egy fekete test által kisugázott enegia aánya függ a hullámhossztól; az általa visszavet és az átengedett enegia észaánya is függ a hullámhossztól. ρ = f ( λ, τ = f ( λ,0 < α λ = ε λ = f ( λ < A teljes beeső sugázása vonatkozó abszopciós tényező (α a beeső sugázás spektumától függ, a teljes emittált sugázása vonatkozó emissziós szám (ε az anyag hőmésékletétől függ. Átlátszó (tanszpaens test: a áeső sugázást minden hullámhosszon teljes egészében átengedi, semmilyen hullámhosszon nem ve vissza, nem nyel el, és nem emittál sugázást. ρ = 0, τ =, α = ε = 0 4. Íja fel a hősugázás KCHHOFF féle tövényét! Milyen temészeti tövényt fejez ki ez az egyenlet? A K.-tv. azt mondja ki, hogy minden anyaga ε = α, minden beseési szöge és hullámhossza A testek sugázó- és sugázás elnyelőképesége között teemt kapcsolatot, vagyis az ε és α között fennálló összefüggést adja meg. A tövény a temodinamika nulladik és első főtételének alkalmazása hősugázása, ennek megfelelően általános, minden anyaga évényes tétel. 6. Ételmezze és magyaázza a WEN féle eltolódási tövényt! A PLANCK tövény szeint a fekete test diffúz sugázó, és a kibocsátott enegia nagymétékben függ a test abszolút hőmésékletétől. A teljes féltébe kibocsátott sugázás eősséget (intenzitást a hőméséklet és hullámhossz függvényében a.5. ába mutatja. A göbék maximum helyeinek (az a hullámhossz, ahol az adott hőmésékletű fekete test a maximális intenzitású sugázást podukálja hőméséklettől valófüggését, a WEN féle eltolódási tövény íja le, λmax*t =.9 mmk, azaz minél magasabb hőmésékletű a test, a maximális enegiájú sugázás az egye övidebb hullámhosszúság felé tolódik el.

5. Mit fejez ki a STEFAN BOLTZMANN egyenlet és honnan számaztatható? A.5. ába göbéi alatti teületek meghatáozásával, egy adott hőmésékletű fekete testnek a teljes spektuma meg: vonatkoztatott felületi, enegia sűűségét hatáozzuk Az összefüggés a STEFAN-BOLTZMANN tövény, a pedig a STEFAN-BOLTZMANN állandó.

7. Mit fejez ki a LAMBET féle cosinus tövény? Φ = n cosφ Az egyenlet adott hőmésékleten minden hullámhossza igaz. vagyis adott iányban méhető intenzitás egyenlő a nomális iányban mét intenzitás szoozva az eltéülési szög cosinusával. 8. Ételmezze a kölcsönös besugázási tényező fogalmát és adja meg kiszámításának módját néhány egyszeű esete! A kölcsönös besugázási tényező két test eedő emissziós tényezőjét mutatja meg. 4 4 = εfσ 0 ( T T az izotemikus, végtelen nagy, páhuzamos sík lapok között: ε = + ε ε izotemikus, egymást bukoló felületek között: ε = Fbelső + ε belső Fkülső ε külső 9. Ételmezze a tészögaány (view facto fogalmát! Hogyan használható ez tetszőleges helyzetű felületek közötti sugázásos hőáam kiszámításáa? A tészögaány két teszlőleges helyzetű testnél megmutatja, hogy az egyik testől ékező sugázási intenzitás hányad észe jut el a másik teste. 4 4 = F σ ε ε ϕ T T ϕ, 0, ( = tészögaány, ami a testek geometiájától és egymáshoz viszonított helyzetétől függően különböző összefüggésekkel számítható. (segédlet. fejezet 0. Ételmezze a hősugázáshoz endelt hőellenálást és adja meg (vezesse le kiszámításának módját! A villamos ellenálláshoz hasonlóan a hőellenállás a hőáamot indukáló hajtóeő (potenciálkülönbség és a hőáam hányadosa. Villamos ellenállás esetén a hajtóeő a feszülségkülönbség, melynek hatásáa elektomos áam indul meg. A hőellenállásnál a hajtóeő a hőméséklet különbség, ami hatásáa hőáam indul a hidegebb test felé. U T vill = hő =. Q

dőben állandósult, hőfoásmentes hővezetés. Milyen hőtejedési módot nevezünk hővezetésnek? Szilád anyagban, cseppfolyós, vagy légnemű közegben, amelynek észei egymáshoz képest makoszkopikusan nyugalomban vannak, a hő a különböző közepes sebességű (enegiájú észecskék ütközése évén, vagy a észecskék között ható eők közvetítésével molekuláól molekuláa tejed, illetve fémeknél a szabad elektonok diffúziója évén áamlik. (tanszpot-elmélet Hővezetés az enegia tébeli tejedésének az a fomája, amiko a hő egy közeg egyik - magasabb hőmésékletű - észéből annak másik észe felé töténő "áamlása" soán a közeget alkotó észecskék elmozdulása nem számottevő illetve endezetlen. (Például az egyik végén melegített úd másik vége is, felmelegszik, az enegia a úd melegebb végétől hővezetéssel jut a másik végéhez. A hővezetés konkét mechanizmusa a különböző közegek esetében azonban lényegesen különbözik egymástól. Gázokban az atomok, molekulák endezetlen mozgása miatti ütközéseknek (és a diffúzió következtében tejed az enegia. A fémekben a hő két páhuzamos, majdnem független mechanizmus évén tejed, egyészt a kistály ácsot alkotó atomok ezgése által, másészt a szabad elektonok diffúziója évén. A nem fémes anyagok és folyadékok esetén az enegia tejedése ugalmas elemi hullámok évén valósul meg.. Íja fel és ételmezze a hővezetés FOUE-féle alapegyenletét! A észecskék véletlenszeű mozgásának (Bown-mozgás eedőjekéntaz enegiaáamlás létejön, és amely hőáamsűűséget a Fouie tövény íja le: q& = λgadt ahol: q& hőáam vekto, [W/m ] - hő a melegebb helyől áamlik a hidegebb felé λ hővezetési tényező, [W/mK] T hőmésékleteloszlás, [K] A hőméséklet a hőtejedés iányában monoton csökken. 3. Ételmezze a hőellenállás fogalmát! Az anyagban lejátszódó, a hő tejedését akadályozó hatás. A Fouie és Ohm tövény analógiája: T hő =, különböző geometiáka és hőátviteli típusoka az adott hőátviteli típus leíó. Q egyenletének megoldásával kapjuk meg a hőellenállás konkét egyenleteit, pl: Newton egyenletből a hőátadási ellenállás: α =, [K/W] αa δ Fuie egyenletből a sík fal ellenállása: λ =, [K/W] λa 4. Ételmezze és magyaázza a kontakt hőellenállás fogalmát! A valóságban a éteges szekezetek tökéletlenül kapcsolódnak egymáshoz. lyenko a étegek közötti hőellenállást is figyelembe kell vennünk, ami azt jelenti, hogy az eedő hőellenállás kiszámításánál az egyes étegek ellenállásával soba kapcsolódva a kontaktusok hőellenállását is számításba vesszük. A kontaktus hőellenállása (k

abból adódik, hogy a étegek a felületi édességük miatt nem éintkeznek tökéletesen egymással, a fellépő és átlagos ( δ vastagsága és a ést kitöltő anyag ( λ hővezetési tényezője ismeetében étéke megbecsülhető (k =δ/ λ, pontosan általában csak laboatóiumi méésekkel tudjuk meghatáozni. Két édes éintkező felület között lejátszódó, hőtejedést akadályozó hatás. A két felület közötti ésben a hő tejedése észben az azt kitöltő közeg vezetésével, észben az éintkező felületek vezetésével, esetleg hősugázással töténik. A kontakt hőellenállás tehát eősen függ a ést kitöltő anyag hővezetési tényezőjétől, de attól is, hogy a felületek oxidáltak-e. 5. Milyen szabályok évényesek a hőellenállásokkal való műveleteke? Összetett szekezetek hőáama számítható a észek hőellenállásának eedőjével: Soos kapcsolás esetén: Páhuzamos kapcsolás esetén: ( t t = 0 e = + +... + e e = n + +... + n 6. Oldja meg a hővezetés FOUE-féle alapegyenletét homogén egyétegű hengees fal esetée! Adja meg és vázolja a hőmésékleteloszlási függvényt! dt dt = λ A = λ d π l d T d λπl λπl = dt ln = ( t t t = t ln πλl πλl = ( t t ln 7. Oldja meg a hővezetés FOUE-féle alapegyenletét homogén egyétegű gömbfal esetée! Adja meg és vázolja a hőmésékleteloszlási függvényt! dt T dt = λ A = λ d 4π d d 4πλ 4πλ = dt = ( t t t = t Q Q 4 & & πλ 4πλ = ( t t 8. Hogyan kell egy hővezető fal hőellenállását meghatáozni, ha a annak hővezetési tényezője a hőméséklet függvénye?

A hővezetási tényező meghatáozásával a hőellenállás má meghatáozható az 5. kéésben megadott képletekkel.