Ένα δωμάτιο έχει σταθερή θερμοκρασία 300 K. Μια εστία στο δωμάτιο έχει θερμοκρασία 400 K και χάνει ενέργεια από ακτινοβολία με ρυθμό P. Ποιο είναι το ποσοστό απώλειας ενέργειας από την εστία όταν η θερμοκρασία είναι 500 Κ?

Απάντηση:

(ΡΕ) # Ρ '= (frac {5 ^ 4-3 ^ 4} {4 ^ 4-3 ^ 4}) P #

Εξήγηση:

Ένα σώμα με μη μηδενική θερμοκρασία ταυτόχρονα εκπέμπει και απορροφά ενέργεια. Έτσι, η Καθαρή Θερμική Ισχύς είναι η διαφορά μεταξύ της συνολικής θερμικής ισχύος που εκπέμπεται από το αντικείμενο και της συνολικής θερμικής ισχύος που απορροφά από το περιβάλλον.

#P_ {Net} = P_ {rad} - P_ {abs} #,

#P_ {Net} = sigma A T ^ 4 - sigma A T_a ^ 4 = sigma A (T ^ 4-T_a ^ 4)

όπου, # T # - Θερμοκρασία του σώματος (σε Kelvins).

# T_a # - Θερμοκρασία περιβάλλοντος (σε Kelvins), #ΕΝΑ# - επιφάνεια του ακτινοβολούμενου αντικειμένου (σε # m ^ 2 #), # sigma # - Stefan-Boltzmann Constant.

# Ρ = σμα Α (400 ^ 4-300 ^ 4) · #

# Ρ '= sigma Α (500 ^ 4-300 ^ 4) · #

(400 ^ 4-300 ^ 4)) = frac { sigma A} (400 ^ 4-300 ^ 4)} = frac { 5 ^ 4-3 ^ 4} {4 ^ 4-3 ^ 4} #

# Ρ '= (frac {5 ^ 4-3 ^ 4} {4 ^ 4-3 ^ 4}) P #