11-mavzu. Nurli issiqlik almashinishi

Stefan-Boltsman qonuni. Tajriba natijalari asosida I. Stefan (1879 yili) quyidagi qonuniyatni aniqladi: absolyut qora jismning nurlanish xususiyati uning absolyut temperaturasining to’rtinchi darajasiga to’g’ri proportsional bo’ladi. Bu qonuniyatni 1884 yili A. Boltsman nazariy jihatdan isbotlab bergan.

bunda C₀ – absolyut qora jismning nurlanish koeffitsienti. [C₀=5,67Vt/(m²K⁴)]; T – jism sirtining temperaturasi, K.
Bu qonunni yana quyidagi ko’rinishlarda ham yozish mumkin:

E₀=G₀T⁴, (10.8)

Kul rang jismlar uchun:

bu yerda G₀ – 5,6710^-8Vt/(m²K) – Stefan doimiysi; C – kul rang jismning nurlanishi;=E/E₀ – kul rang jismning qoralik darajasi.

Kirxgof qonuni. Absolyut qora va kulrang jismlarning issiqlik nurlarini yutish va tarqatish hossalari orasidagi bog’lanishni G. Kirxgof 1882 yili o’rganib, quyidagi qonuniyatni ochgan:

bu yerda E₀(T) – absolyut qora jismning nurlanish xususiyati.

Jismning nur chiqarish (nurlanish) xususiyatining yutish xususiyatiga nisbati jismning tabiatiga bog’liq emas va bir xil temperaturadagi barcha jismlar uchun bir xil bo’lib, shu temperaturadagi absolyut qora jismning nurlanish xususiyatiga teng.
(10.10) tenglamadan ko’rinib turibdiki, kul rang jismning yutilish koeffitsienti qanchalik katta bo’lsa, u shunchalik ko’p nurlanadi. Yutilish koeffitsienti birdan kichik (0Kirxgof qonunidan, (10.10) va (10.9) tenglamalardan ko’rinib turibdiki, kul rang jismning qoralik darajasi son jihatdan uning yutish xususiyatiga teng:

A= (10.11)

 kattalik o’zgarmas bo’lgani uchun, kul rang jismning yutish xususiyati to’lqin uzunligiga va temperaturaga bog’liq emas.

10.6-jadvalda ba’zi kul rang jismlarning qoralik darajasi keltirilgan.
Jism sirtiga tushgan barcha nuriy energiya Q ning bir qismi Q_A jismga yutiladi, bir qismi Q_R undan qaytadi, qolgan qismi Q_D esa, jism orqali o’tib ketadi, ya’ni

Q=Q_A+Q_R+Q_D (10.3)

Nurlanish energiyasini tarqatish, yutish, qaytarish va o’tkazish jarayonlarining yig’indisiga nurli issiqlik almashish deyiladi.

(10.3) tenglikning ikkala qismini nuriy energiyaning umumiy miqdori Q ga bo’lsak, quyidagini olamiz:

bu yerda - mos ravishda yutilish, qaytarish va o’tkazish xususiyatini tavsiflaydi (10.1-rasm).