Закон Стефан-Болцманн описує взаємозв’язок температури тіла та кількості енергії, яку він пропроваджує. Він широко використовується в фізиці та машинобудуванні для оцінки потужності, що випромінюється об’єктами на основі їх температури. У статті пояснюється, як застосувати закон для реального світу температурних та енергетичних обчислень.

Розуміння Закону Стефан-Болцман

Законом про те, що загальна потужність, що випромінюється на одиницю площі чорної частини, пропорційна четвертій потужності її температури. Формула:

P] - це потужність, що випромінюється на одиницю площі σ] - Констант Стефан-Болцманн (приблизно 5.67 × 10]-8] W/m2]·K4], а T]T]]

Застосування закону на реальні сценарії

Для розрахунку загальної потужності, що випромінюється об'єктом, перемножують потужність на одиницю площі об'єкта за площею:

P]] / = σ × T4 × A]

A] - площа поверхні в квадратних метрах. Цей розрахунок передбачає наявність об'єкта, як ідеальний чорний, який є ідеальним. Реальні об'єкти мають коефіцієнт емісності (] ε]) менше 1, який регулює розрахунок:

P] ] = ε × σ × T4] × A

Приклад розрахунку

Насадка металевої пластини площею 2 м2 знаходиться при температурі 600 км і має вимикачість 0,8. Загальна номінальна потужність розраховується як:

  • ⁇ ]
  • Температурна, T = 600 K

Застосування формули:

P]]] = 0.8 × 5.67 × 10]-8] × 6004 × 2

Розрахунок:

Ø30 мм х 6.5 мм х 6.5 мм х 6.5 мм х 6.5 мм

] × 2 ] /-8] × 1.296 × 10[11]] × 2 ≈ 1177 Вт