【正文】 K2 0 0 0 0K2 0 0 01022 ???? mmT ???查圖得： 9 8 )0(2 ?? ?F華中科技大學(xué)熱科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)室 HUST Lab of Thermal Science amp。 Engineering 2022/2/14 67 所以： )()(??????????這里 ?(T1) = ， 而 ?(T1, T2)=， ? ? ?。 Engineering 2022/2/14 65 解：（ 1） ?????????????????????dEEdEEdEEEdETbbbbbbbb??????????2211 3,2,01,01)(K7 5 0K5 0 ???? mmT ???查表得 0 0 )0( 1 ?? ?bFK5000K5001012 ???? mmT ???查表得 6 3 )0( 2 ?? ?bF故 )()( 1 ????????T?華中科技大學(xué)熱科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)室 HUST Lab of Thermal Science amp。設(shè)煤層的輻射可作為黑體輻射，爐墻為漫射表面，試計(jì)算爐墻發(fā)射率及其對(duì)煤層輻射的吸收比。 ? 10?m時(shí) , ?(?) = 。 Engineering 2022/2/14 64 例 65：一火床爐墻內(nèi)表面溫度為 500K，其光譜發(fā)射率可近似地表示為： ???m時(shí) , ?(?) = 。根據(jù)基爾霍夫定律， ε(λ, T)=α(λ, T) ，可見(jiàn)紅光的光譜發(fā)射率較其他單色光的光譜發(fā)射率低而不是高。因?yàn)槌叵挛矬w呈現(xiàn)的顏色是由于物體對(duì)可見(jiàn)光中某種單色光的反射造成的。 Engineering 2022/2/14 63 有人說(shuō)：“常溫下呈紅色的物體表示該物體在常溫下紅色光的光譜發(fā)射率較其它單色光（黃、綠、藍(lán)等）的光譜發(fā)射率高”。 當(dāng)研究物體表面對(duì)太陽(yáng)能的吸收時(shí)，一般不能把物體作為灰體處理，因?yàn)槲矬w本身的輻射能處于紅外波長(zhǎng)范圍內(nèi)，而太陽(yáng)的輻射有 50％位于可見(jiàn)光的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，所以一般物體對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收比與自身的發(fā)射率有較大的差別，就不能把物體在常溫下的發(fā)射率作為對(duì)太陽(yáng)能的吸收比。 Engineering 2022/2/14 61 基爾霍夫定律的不同表達(dá)式 層次 數(shù)學(xué)表達(dá)式 成立條件 光譜，定向 ε(λ, φ, θ, T)=α(λ, φ, θ, T) 無(wú)條件， θ為緯度角 光譜，半球 ε(λ, T)=α(λ, T) 漫射表面 全波段，半球 ε(T)=α(T) 與黑體輻射處于熱平衡或?qū)β浠冶砻? 華中科技大學(xué)熱科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)室 HUST Lab of Thermal Science amp。 Engineering 2022/2/14 60 對(duì)于灰體，由于其單色吸收比不隨波長(zhǎng)變化，所以灰體的吸收比等于其發(fā)射率與投射源的溫度無(wú)關(guān)，那么不論物體與外界是否處于熱平衡狀態(tài)，也不論投入輻射是否來(lái)自黑體，都存在 灰體是無(wú)條件滿足基爾霍夫定律的 。但該式具有如下 限制 ： (1)整個(gè)系統(tǒng)處于熱平衡狀態(tài)； (2)如物體的吸收率和發(fā)射率與溫度有關(guān)，則二者只有處于同一溫度下的值才能相等； (3)投射輻射源必須是同溫度下的黑體 。 Engineering 2022/2/14 59 ?? ??bEE Kirchhoff 定律的另一表達(dá)式。黑體的吸收比最大，因而輻射能力就最強(qiáng)。該式說(shuō)明， 在熱平衡條件下，任何物體的輻射力和它對(duì)來(lái)自黑體輻射的吸收比的比值恒等于同溫度下黑體的輻射力。 板 2發(fā)出的輻射能 E全部被板 1吸收，而板 1發(fā)出的輻射能 Eb只被板 2吸收 ?Eb ，對(duì)板 2能量收支為： bEEq ???當(dāng)體系處于熱平衡時(shí) T1=T2， q=0,所以有 0??? bEEq ?bEE ??華中科技大學(xué)熱科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)室 HUST Lab of Thermal Science amp。若板 1為黑體表面，板 2為任意物體的表面。 3 實(shí)際物體輻射與吸收之間的關(guān)系 華中科技大學(xué)熱科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)室 HUST Lab of Thermal Science amp。 Engineering 2022/2/14 56 在學(xué)習(xí)了發(fā)射輻射與吸收輻射的特性之后 ， 讓我們來(lái)看一下二者之間具有什么樣的聯(lián)系 ， 1859年 ，Kirchhoff 用熱力學(xué)方法回答了這個(gè)問(wèn)題 ， 從而提出了 Kirchhoff 定律 。 （ 1） 方向 發(fā)射率和 方向 吸收比與 方向 無(wú)關(guān)；（ 2） 單色 發(fā)射率和 單色 吸收比與 波長(zhǎng) 無(wú)關(guān)。 .c o n st?? ?? ?灰體 — 單色吸收比與波長(zhǎng)無(wú)關(guān)的物體 華中科技大學(xué)熱科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)室 HUST Lab of Thermal Science amp。 Engineering 2022/2/14 54 如果物體表面的單色吸收 比 為常數(shù) .const???那么它的吸收 比 也就為常數(shù) 。設(shè)下標(biāo) 2分別代表所研究的物體和產(chǎn)生投入輻射的物體，則物體 1的吸收比為 )21,(d)(),(d)(),(),(2102202211的性質(zhì)表面的性質(zhì)，表面投入的總能量吸收的總能量TTfTETTETTbb??????????????????華中科技大學(xué)熱科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)室 HUST Lab of Thermal Science amp。 華中科技大學(xué)熱科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)室 HUST Lab of Thermal Science amp。m ） 熱輻射吸收較少而對(duì)于長(zhǎng)波 （ ＞ 3181。 一些金屬材料的單色吸收比 一些非金屬材料的單色吸收比 能量投入的某一特定波長(zhǎng)的能量吸收的某一特定波長(zhǎng)的?),(1T??華中科技大學(xué)熱科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)室 HUST Lab of Thermal Science amp。 Engineering 2022/2/14 50 4) 光譜吸收比 ：物體對(duì)某一特定波長(zhǎng)的輻射能所吸收的百分?jǐn)?shù) ， 也叫單色吸收比 。 ? ?/?m 1 2 3 ? ?)0()0( 12 ?? ????? bbbb FFEE華中科技大學(xué)熱科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)室 HUST Lab of Thermal Science amp。 Engineering 2022/2/14 47 ? ?/?m 1 2 3 由表查得 : )20( ??bF3 2 )6 3 4 ( 3 4 ???????25442W / 100K2500kmW????????????? bEE ?再計(jì)算可光范圍的輻射能 ， 取可見(jiàn)光波長(zhǎng)為 ~ ?m K9 5 0K2 5 0 ???? mmT ???K1 9 0 0K2 5 0 ???? mmT ???K5 0 0 0K2 5 0 0m102 61 ????? ? mT ??華中科技大學(xué)熱科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)室 HUST Lab of Thermal Science amp。 Engineering 2022/2/14 46 例 64：實(shí)驗(yàn)測(cè)得 2500K鎢絲的法向單色發(fā)射率如圖所示 ， 計(jì)算其輻射力及發(fā)光效率 。 Engineering 2022/2/14 45 實(shí)際物體的輻射力 ???? ??dETEEbb? ??? 0414TEE b ??? ??實(shí)際結(jié)果發(fā)現(xiàn)，實(shí)際物體的輻射力并不嚴(yán)格地同熱力學(xué)溫度的四次方成正比，但工程計(jì)算中仍認(rèn)為一切實(shí)際物體的輻射力都與熱力學(xué)溫度的四次方成正比，而把由此引起的修正包括到用實(shí)驗(yàn)方法確定的發(fā)射率中。 雖然