热辐射

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热辐射

热辐射是由热运动产生的,以电磁波形式传递能量的现象,辐射与吸收过程的综合作用造成了以辐射方式进行的物体间的热量传递。

关于热辐射,其重要规律有4个:

①、基尔霍夫辐射定律、

②、普朗克辐射分布定律、

③、斯蒂藩-玻耳兹曼定律、

④、维恩位移定律。

这4个定律,有时统称为热辐射定律。

热辐射的特点

1、任何物体,只要温度高于0K ,就会不停地向周围空间发出热辐射。

2、可以在真空和空气中传播。

3、伴随能量形式的转变。

4、具有强烈的方向性。

5、辐射能与温度和波长均有关。

6、发射辐射取决于温度的4次方。

热辐射的特点有哪些

1、任何物体,只要温度高于0K,就会不停地向周围空间发出热辐射;

2、可以在真空和空气中传播;

3、伴随能量形式的转变;

4、具有强烈的方向性;

5、辐射能与温度和波长均有关;

6、发射辐射取决于温度的4次方。

发展历史

1889年O.lummer等测定了黑体辐射光谱能量分布的实验数据。

1879年J.Stefan根据实验数据确立了黑体辐射力正比绝对温度的四次方规律。

1884年L.Boltzmann从理论上证实了上述定律。

1896年Wien位移定律。

19世纪末L.Rayleigh-J.H.Jeans公式。

1900年M.Planck定律。

热辐射与哪些有关?

物体由于具有温度而辐射电磁波的现象。热量传递的3种方式之一。一切温度高于绝对零度的物体都能产生热辐射,温度愈高,辐射出的总能量就愈大,短波成分也愈多。热辐射的光谱是连续谱,波长覆盖范围理论上可从0直至∞,一般的热辐射主要靠波长较长的可见光和红外线。由于电磁波的传播无需任何介质,所以热辐射是在真空中唯一的传热方式。物体在向外辐射的同时,还吸收从其他物体辐射来的能量。物体辐射或吸收的能量与它的温度、表面积、黑度等因素有关。但是,在热平衡状态下,辐射体的光谱辐射出射度(见辐射度学和光度学)r(λ,T)与其光谱吸收比a(λ,T)的比值则只是辐射波长和温度的函数,而与辐射体本身性质无关。

热辐射(heat stroke)对人体是有危害的

这种情形多发生于强干热型或湿热型高温作业。此时人体散热困难,引起体内蓄热,体温上升。临床特点是过热及中枢神经系统症状,起病急骤,病前常有四肢酸痛、头痛、头晕、恶心、呕吐、继而发生高热,体温可达40℃以上。大汗以后出现“闭汗”,皮肤发烧发红,脉搏快而无力,呼吸浅表;严重时可出现昏迷,癫痫样抽搐,瞳孔缩小,如不及时抢救,可因循环,呼吸衰竭而死亡。

热衰竭也称热晕厥,热虚脱多发生于高气温,强热辐射的气象条件下。本病的发病机制尚不明确,有人认为是由于热引起外周血管扩张和失水引起循环血量减少,以致脑部供血不良的结果。临床表现的特征是起病迅速,头晕,头痛,心悸,恶心,呕吐,面色苍白,多汗,皮肤湿冷,体温不高或稍高,脉搏微弱,血压下降,晕厥。一般不引起循环衰竭。

如何计算热辐射热量和距离的关系?

吸收率普朗克黑体排放率史瓦西方程schwarzschild's equation

吸收空气系数

密度

距离

设热辐射源A的 辐射能为E每单位面积,时间及波长

E=a2f

设I=辐射强度,a2=吸收率= (Kirchoff's law ), f=普朗克黑体排放率(Planck black body emission rate)

史瓦西方程schwarzschild's equation:

设a=B的 吸收率, L=波长, T=温度,B所吸收的热量

dI=-aI+a*f

f= B的 普朗克黑体排放率(Planck black body emission rate)

= (c1/L^5)/((exp(c2/(L*T))-1)

辐射污染小知识:

热辐射对孕妇的影响非常大,因此一定要及时预防,另外热辐射不仅对孕妇危害大,对我们平常人影响也非常大,这种情形多发生于强干热型或湿热型高温作业。此时人体散热困难,引起体内蓄热,体温上升。临床特点是过热及中枢神经系统症状,起病急骤,病前常有四肢酸痛、头痛、头晕、恶心、呕吐、继而发生高热,体温可达40℃以上。大汗以后出现“闭汗”,皮肤发烧发红,脉搏快而无力,呼吸浅表;严重时可出现昏迷,癫痫样抽搐,瞳孔缩小,如不及时抢救,可因循环,呼吸衰竭而死亡。

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