实际物体的辐射力可以表示为( )。
实际物体的辐射力可以表示为()。
A 、
B 、
C 、
D 、
参考答案:
【正确答案:C】
实际物体的辐射力与同温度下黑体的辐射力之比,称为该物体的发射率(又称黑度),即。所以实际物体的辐射力等于该物体的发射率ε乘上同温度黑体的辐射力,即。
当火焰里有了固体颗粒,在高温下受热发光,就会是火焰明亮。若燃烧的完全是气体,火焰就不明亮(蜡烛)
1、基本常识(知识):
(1)物体发光,实际上就是一种辐射;
(2)任何物体都具有热辐射的能力;
(3)表明物体辐射能力大小的术语,叫辐射力,用E表示;
(4)波尔茨曼-斯蒂芬定律给出了黑体辐射力的大小:
Eb=σT^4
而灰体的辐射力为:
E=εEb=εσT^4
式中:σ为波尔茨曼-斯蒂芬常数,ε为灰体黑度,T为物体的绝对温度,角标b表示黑体。
我们所了解的物质,绝大部分都是灰体(既吸收部分辐射能,同时也对辐射能漫反射),如建筑材料、金属、动植物表面、大地等,少数如像玻璃、非常薄的气层或单原子、双原子气体是透明体(不吸收辐射能,且不反射辐射能),镜子和高度抛光的金属表面是镜体(像光一样对辐射能折射,且不吸收辐射能),仅对辐射能漫反射的是白体,能全部吸收辐射能的叫黑体。
(5)通常情况下,E大,就表明发光较强(还与辐射的波段有关,即某些物质只辐射某波段的辐射能,像红外线相机就是据此原理制成,这里就不细考虑了);
(6)E的大小,主要取决于物体的温度,但与ε的大小也有关;
(7)0≤ε≤1,通常固体在0.4~0.95之间,如灰尘、钢铁、墙等基本为0.8,有色金属约为0.6~0.7。气体小于0.1;
2、问题分析:
(1)“不是说蜡烛发光时外焰最亮吗?”,应为温度最高。因为外焰燃烧最为完全、充分,且速度快。但外焰不一定很亮,有的火焰的外焰(也是温度最高),人的眼睛不一定能观察到。如煤气灶烧出的火焰,其外焰温度最高,但不一定很明显。
(2)“可是如果焰心有固体颗粒,焰心不应是最亮吗?”,这也不一定。参考1——(5)和1——(6),是否最亮,不仅与温度有关,而且还与黑度有关,是一个综合的效果。
通常来说由于蜡烛和蜡芯都不是非常纯,因而内焰会有固体小颗粒,这些小颗粒与内焰温度是相同的。因此即便内焰温度比外焰低,但由于有了固体的小颗粒,就综合效果来说内焰的E有可能要比外焰的大。如果蜡烛和蜡芯都非常纯,没有一点杂质,即内焰没有固体小颗粒,外焰还是有可能要比内焰亮的。
由于任何物质都有一定的杂质,所以我们通常观察到的现象是内焰要亮些的现象要多些。
(3)“还有火焰里怎么会有固体颗粒呢?”,当然会有。除了刚才讲的是杂质小颗粒外,还有一种情况就是燃烧引起的,以甲烷(CH4)燃烧为例。甲烷燃烧反应的化学方程式是:
CH4+2O2=====CO2+2H2O --A式
从其化学式子来看,反应出来的都是气体嘛。别急上面写出来的是甲烷的完全燃烧反应。甲烷既然可以完全燃烧,当然也可以不完全燃烧了,那么没有烧掉的甲烷,在高温下,必然受热分解,其化学式子是:
CH4=====C+2H2 —B式
这就有了固体小颗粒(极其小)C了。
我们再来看看内焰和外焰吧。外焰直接与空气接触,可以获取充足的氧气实现完全燃烧,所以外焰烧出来的都是气体。而内焰呢?就不一样了,内焰的氧气,一定是经过外焰的扩散才能传进来的,这样内焰的燃烧由于氧气不足而不能完全燃烧,必然会有C的小颗粒。这种现象普遍存在,比如,炉子(或煤气灶)有时会冒黑烟,锅底为什么会被烧黑呀,想过了吗?相信你现在一定有答案了。
好了说的够多了,希望你能理解,并祝你学习进步。
基尔霍夫定律实验报告以及实验数据
依照基尔霍夫电流定律,可知:b节点: I1+I2=I3 或 I1+I2-I3=0e节点同b节点依照基尔霍夫电压定律。
可知: 左环路 10V = I1×500Ω + I3 ×300Ω + I1×510Ω和右环路 8V = I2×1000Ω + I3 ×300Ω + I2×220Ω三式联立可求解:I1,I2,I3 ,然后 I3 ×300Ω即为电压表读数适中均按标量定义。
扩展资料:
波长分布规律:
实际物体的辐射能的波长分布规律,随物体和温度而异。设实际物体辐射任一波λ的辐射能力为Eλ,在同温度下的黑体辐射相同波长的能力为E0λ。
若Eλ/E0λ=常数,即物体的辐射能力与波长无关,则这种物体称为灰体。大多数工程材料在热辐射波长范围内接近于灰体。灰体的辐射能力E可表示为:式中C(<C0)为灰体的辐射系数,其数值与物体的表面状况及温度有关。
物体的辐射能力与同一温度下黑体的辐射能力之比ε,等于各自的辐射系数之比ε=E/E0=C/C0。ε称为黑度,它代表物体的相对辐射能力。
G.R.基尔霍夫发现,任何物体的辐射能力与吸收率A的比值都相同,且该比值恒等于同温度下绝对黑体的辐射能力,即:此式称为基尔霍夫定律。它表明物体的吸收率与黑度在数值上相等,即物体的辐射能力越大,吸收能力也越大。
参考资料来源:百度百科-基尔霍夫定律
基尔霍夫第一定律的内容是什么?
基本信息 编辑 基尔霍夫定律Kirchhoff laws是电路中电压和电流所遵循的基本规律,是分析和计算较为复杂电路的基础,1845年由德国物理学家G.R.基尔霍夫(Gustav Robert Kirchhoff,1824~1887)提出.它既可以用于直流电路的分析,也可以用于交流电路的分析,还可以用于含有电子元件的非线性电路的分析.运用基尔霍夫定律进行电路分析时,仅与电路的连接方式有关,而与构成该电路的元器件具有什么样的性质无关.基尔霍夫定律包括电流定律(KCL)和电压定律(KVL),前者应用于电路中的节点而后者应用于电路中的回路.[1] 2发现背景 编辑 基尔霍夫定律是求解复杂电路的电学基本定律.从19世纪40年代,由于电气技术发展的十分迅速,电路变得愈来愈复杂.某些电路呈现出网络形状,并且网络中还存在一些由3条或3条以上支路形成的交点(节点).这种复杂电路不是串、并联电路的公式所能解决的,刚从德国哥尼斯堡大学毕业,年仅21岁的基尔霍夫在他的第1篇论文中提出了适用于这种网络状电路计算的两个定律,即著名的基尔霍夫定律.该定律能够迅速地求解任何复杂电路,从而成功地解决了这个阻碍电气技术发展的难题.基尔霍夫定律建立在电荷守恒定律、欧姆定律及电压环路定理的基础之上,在稳恒电流条件下严格成立.当基尔霍夫第一、第二方程组联合使用时,可正确迅速地计算出电路中各支路的电流值.由于似稳电流(低频交流电)具有的电磁波长远大于电路的尺度,所以它在电路中每一瞬间的电流与电压均能在足够好的程度上满足基尔霍夫定律.因此基尔霍夫定律的应用范围亦可扩展到交流电路之中. 3基本概念 编辑 1、支路: (1)每个元件就是一条支路. (2)串联的元件我们视它为一条支路. (3)流入等于流出的电流的支路. 2、节点: (1)支路与支路的连接点. (2)两条以上的支路的连接点. (3)广义节点(任意闭合面). 3、回路: (1)闭合的支路. (2)闭合节点的集合. 4、网孔: (1)其内部不包含任何支路的回路. (2)网孔一定是回路,但回路不一定是网孔. 4主要内容 编辑 基尔霍夫第一定律 基尔霍夫第一定律又称基尔霍夫电流定律,简记为KCL,是电流的连续性在集总参数电路上的体现,其物理背景是电荷守恒公理.基尔霍夫电流定律是确定电路中任意节点处各支路电流之间关系的定律,因此又称为节点电流定律,它的内容为:在任一瞬时,流向某一结点的电流之和恒等于由该结点流出的电流之和,即: 基尔霍夫定律 在直流的情况下,则有: 基尔霍夫定律 通常把上两式称为节点电流方程,或称为KCL方程. 它的另一种表示为: 基尔霍夫定律 在列写节点电流方程时,各电流变量前的正、负号取决于各电流的参考方向对该节点的关系(是“流入”还是“流出”);而各电流值的正、负则反映了该电流的实际方向与参考方向的关系(是相同还是相反). 通常规定,对参考方向背离(流出)节点的电流取正号,而对参考方向指向(流入)节点的电流取负号. KCL的应用 图KCL的应用所示为某电路中的节点,连接在节点的支路共有五条,在所选定的参考方向下有: 基尔霍夫定律 KCL定律不仅适用于电路中的节点,还可以推广应用于电路中的任一假设的封闭面.即在任一瞬间,通过电路中任一假设封闭面的电流代数和为零. KCL的推广 图KCL的推广所示为某电路中的一部分,选择封闭面如图中虚线所示,在所选定的参考方向下有: 基尔霍夫定律 基尔霍夫第二定律 基尔霍夫第二定律又称基尔霍夫电压定律,简记为KVL,是电场为位场时电位的单值性在集总参数电路上的体现,其物理背景是能量守恒.基尔霍夫电压定律是确定电路中任意回路内各电压之间关系的定律,因此又称为回路电压定律,它的内容为:在任一瞬间,沿电路中的任一回路绕行一周,在该回路上电动势之和恒等于各电阻上的电压降之和,即: 基尔霍夫定律 在直流的情况下,则有: 基尔霍夫定律 通常把上两式称为回路电压方程,简称为KVL方程. KVL定律是描述电路中组成任一回路上各支路(或各元件)电压之间的约束关系,沿选定的回路方向绕行所经过的电路电位的升高之和等于电路电位的下降之和. 回路的“绕行方向”是任意选定的,一般以虚线表示.在列写回路电压方程时通常规定,对于电压或电流的参考方向与回路“绕行方向”相同时取正号,参考方向与回路“绕行方向”相反时取负号. KVL的应用 图KVL的应用所示为某电路中的一个回路ABCDA,各支路的电压在所选择的参考方向下为u1、u2、u3、u4,因此在选定的回路“绕行方向”下有:u1+u2=u3+u4. KVL定律不仅适用于电路中的具体回路,还可以推广应用于电路中的任一假想的回路.即在任一瞬间,沿回路绕行方向,电路中假想的回路中各段电压的代数和为零. KVL的推广 图KVL的推广所示为某电路中的一部分,路径a、f 、c 、b 并未构成回路,选定图中所示的回路“绕行方向”,对假象的回路afcba列写KVL方程有:u4+uab=u5,则:uab=u5-u4. 由此可见:电路中a、b两点的电压uab,等于以a为原点、以b为终点,沿任一路径绕行方向上各段电压的代数和.其中,a、b可以是某一元件或一条支路的两端,也可以是电路中的任意两点. KCL的复频域形式 从电路理论中已经知道,对于电路中的任一个节点A或割集C,其时域形式的KCL方程为 基尔霍夫定律 k=1,2,3,……n,式中,n为连接在节点A上的支路数或割集C中所包含的支路数. 对上式进行拉普拉斯变换得 基尔霍夫定律 式中, 基尔霍夫定律 为支路电流ik(t)的函数.上式即为KCL的复频域形式.它说明集中于电路中任一节点A的所有支路电流像函数的代数和等于零;或者电路的任一割集C中所有支路电流像函数的代数和等于零. KVL的复频域形式 对于电路中任一个回路,其时域形式的KVL方程为 基尔霍夫定律 k=1,2,3,……n.式中,n为回路中所含支路的个数.对上式进行拉普拉斯变换即得 式中,为支路电压uk(t)的像函数.上式即为KVL的复频域形式.它说明任一回路中所有支路电压像函数的代数和等于零. 5相关应用 编辑 基尔霍夫电流定律(KCL)描述了电路中各支路的电流之间的关系,基尔霍夫电压定律(KVL)描述了电路中各支路电压之间的关系,它们都与电路元件的性质无关,而只取决于电路的连接方式.所以我们把这种约束关系称为连接方式约束或拓扑约束,而把根据它们写出来的方程分别称为KCL约束方程和KVL约束方程. 6其他定律 编辑 定律内容:在热平衡条件下,任何实际物体的辐射力与它对来自黑体辐射的吸收率的比值(这个比值仅仅是温度的函数,与材料的性质无关),恒等于同温度下黑体的辐射力. 另一种表述:热平衡时,任意物体对黑体投入辐射的吸收率等于同温度下该物体的黑度. 这是有关热辐射的基本定律中的一条,在热辐射的理论和应用中都占有很重要的地位,又成为基尔霍夫辐射定律. 7定律推论 编辑 1.在同温度下,物体的辐射力越大其吸收率也越大;即:善于辐射的物体必善于吸收. 2.对于灰体,因其单色吸收率与波长无关,在热平衡条件下不管辐射是不是来自黑体,成立. 3.同温度下黑体的辐射力最大. 4.对于实际情况,不处于热平衡条件下,只要是漫射灰表面,基尔霍夫定也适用. 8定律推导 编辑 基尔霍夫第一定律的实质是稳恒电流情况下的电荷守恒定律 其中推导过程中推出的重要方程是电流的连续性方程 即SJ*dS=-dq/dt(第一个S是闭合曲面的积分号,J是电流密度矢量,*是矢量的点乘,dS是被积闭合曲面的面积元,dq/dt是闭合曲面内电量随时间的变化率) 意思是说电流场的电流线是有头有尾的,凡是电流线发出的地方,该处的正电荷的电量随时间减少,电流线汇聚的地方,该处的正电荷的电量随时间增加 对稳恒电流,电流密度不随时间变化,必有SJ*dS=-dq/dt=0,这就是稳恒电流的闭合性,同时也是基尔霍夫定律的推导基础 基尔霍夫第二定律的实质是电力线闭合 第二定律又称基尔霍夫电压定律,是电场为位场时电位的单值性在集总参数电路上的体现,其物理背景是能量守恒.基尔霍夫电压定律是确定电路中任意回路内各电压之间关系的定律,因此又称为回路电压定律,它的内容为:在任一瞬间,沿电路中的任一回路绕行一周,在该回路上电动势之和恒等于各电阻上的电压降之和,形象地说就是电力线闭合.[2] 也称做:克希荷夫电路定律
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