|
15.2. Nurlanish usuli bilan issiqlik almashinuvining asosiy qonunlari: Plank, Vin, Stefan-Bolsman, Kirxgof va Lambert qonunlari
Issiqlikning nurlanish yo’li bilan uzatilishi dеb, jismning ichki enеrgiyasini elеktromagnit to’lqinlar orqali uzatilishiga aytiladi.
yutilish koeffitsienti, - qaytarish koeffitsienti va
- singdirish koeffitsienti Plank qonuni. Bu qonun asolut qora jismning va istalgan jismning nurlantirish qobiliyati bilan harorat va to’lqin uzunligi orasidagi bog’lanishni ifodalaydi. U quyidagi ifodadan aniqlanadi:
(15.4)
Bu yerda:
Mλ- mutloq qora jismning nurlantirish qobiliyati
λ- to’lqin uzunligi, m
C1=3,74 10-16 Plank doimiysi Vt m2
C2=1,44 10-2 Plank doimiysi mK
Vin qonuni. 15.2-rasmdan ko‘rinib turibdiki, jismning haroratsi orttirilsa, uning nur tarqatish jadalligining maksimumi qisqa to‘lqin tomonga siljiydi. Bu qonuniyatni V. Vin 1893 yili taklif etgan va uning matematik ifodasini bergan:
λms = 2,9 / T. (15.5)
15.2- rasm. Vin qonunini o’rganishga oid chizma.
Bu bog’lanish Vinning siljish qonuni deyiladi. Siljish qonuniga muvofiq jismlar nur ko‘rinishida tarqatadigan elektromagnit to‘lqinlarning jadalligi har xil haroratda turlicha bo‘ladi. Masalan, elektr isitkichning haroratsi T=1100 K bo‘lganda, u max=310-6m bo‘lgan to‘lqin uzunlikdagi nurni tarqatadi, uning spektri asosan infraqizil nurdan iborat bo‘ladi. Quyosh (T=5500 K) nuri to‘lqin spektrini olsak, undagi to‘lqin uzunlik max=510-7m ga to‘g‘ri keladi. Bu to‘lqin uzunlik spektrning ko‘zga ko‘rinadigan qismiga to‘g‘ri keladi.
Kirxgof qonuni. Jismning nurlanish hususiyatining yutish xususiyatiga nisbati jismning tabiatiga bog‘liq emas, balki barcha jismlar uchun bir xil bo‘lgan harorat funktsiyasidir. U absolyut qora jismning shu haroratdagi nurlanish hususiyatiga teng .
(15.6)
bu yerda,
Ео(Т) - absolyut qora jismning nurlanish xususiyati.
Kirxgof qonuni qonuni quyidagicha ta'riflanadi:
Jismlarning nurlanish xususiyatini yotish xususiyatiga nisbati barcha jismlar uchun bir xil bo’ladi, shu haroratdagi mutloq qora jismning nurlanish xususiyatiga tеng bo’ladi. Bu qonunnning tеnglamasidan ko’rinib turibdiki, kulrang jismlarning qoralik darajasi son jihatidan uning yotish xususiyatiga tеng, ya'ni
А = ε.
ε – kattalik o’zgarmas bo’lgani uchun kulrang jismning yutish xususiyati to’lqin uzunligi va haroratga bog’liq emas.
Stefan - Boltsman qonuni. Nurlanish enеrgiyasi bilan mutloq qora jismning mutloq haroratining to’rtinchi darajasiga tuqri proportsional:
Е = σ0Т4 (15.7)
σ0 – Bo’ltsman doimiysi; σ0=5,67 Vt/m2 K4.
Amaliy hisoblashlarda bu qonun quyidagicha ifodalanadi:
Q = C (T/100)4 F (15.8)
bu yеrda:
C – kulrang jismning nurlanish koeffitsiеnti,Vt/m2K4.
Lambert qonuni Jism sochayotgan nurlanish energiyasi fazoda har xil jadallik bilan tarqaladi. Nurlanish jadalligini yo‘nalishga bog‘liqligini belgilaydigan qonunga Lambert qonuni deb aytiladi.
Lambert qonuniga asosan, absolyut qora jism sirtidan turli yo‘nalishlar bo‘yicha nurlanayotgan energiya miqdori, berilgan yo‘nalish va jism sirtiga tushirilgan normal o‘rtasidagi burchakning kosinusiga proportsionaldir.
E=Encos, (15.9)
Bu yerda En – normal bo‘yicha nurlanish energiyasi.
Demak, nurlanish sirtiga perpendikulyar bo‘lgan yo‘nalishda energiya eng ko‘p nurlanadi, ya’ni =0 da. burchak ortishi bilan nurlanish energiyasi kamayadi va =90 da nolga teng bo‘ladi (15.3- rasm).
Lambert qonuni absolyut qora jism uchun to‘g‘ri bo‘lib, g‘adir-budur kul rang jismlar uchun bu qonun faqat =060 da to‘g‘ridir.
15.3. Lambert qonuni o’rganishga oid chizma.
Turli gazlarning nur chiqarish va nur yutish xususiyatlari turlicha bo‘ladi. Masalan bir va ikki atomli gazlar ( H2,O2,N2,He2) issiqlik nurlanishini amalda o‘tkazadi. Uch va ko‘p atomli gazlar (SO2, suv bug‘i, NH3) ning nur yutish va nur chiqarish xususiyatlari ancha kuchli bo‘lib, bundan amalda foydalanilmoqda.
Agar qattik jismlar nur energiyasini faqat sirtiga yutsa va sirtidan nurlantirsa, gazlar butun hajmiga va to‘lqin uzunligining muayyan intervaldagi nurlarinigina yutadi va chiqaradi. SHunday qilib ularni nurlanishi va yutish spektrlari selektiv xarakterda bo‘ladi. Gazning haroratsi ko‘tarilishi bilan uning nur yutish va chiqarish xususiyatlari kuchayadi.
Nazorat savollari:
Elektromagnit to‘lqinlar deb aytiladi.
Кo‘zga ko‘rinadigan yorug’lik, infraqizil va boshqa turdagi nurlar deganda o‘rganiladi.
Yutilish koeffitsiyenti deb aytiladi.
Q aytarish koeffitsienti deb aytiladi.
Singdirish koeffitsienti deb aytiladi.
Plank qonunining ta’rifini keltiring.
Vin qonunining ta’rifini keltiring.
Kirxgof qonunining ta’rifini keltiring.
Stefan - Boltsman qonunining ta’rifini keltiring.
10.Lambert qonunining ta’rifini keltiring.
11.Absolyut qora jism deb aytiladi.
12. Kulrang jismning nurlanishi deganda o’rganiladi.
Do'stlaringiz bilan baham: |
