Нефть ва газни қайта ишлаш жараёнлари ва ускуналари Ўзбекистон Республикаси Олий ва ўрта махсус таълим вазирлиги олий ўқув юртлари бакалавриатининг «Нефть ва нефть-газни қайта ишлаш технологияси»

Стефан-Больцман қонуни. Бирор жисмнинг юза бирлиги F дан вақт бирлиги τ давомида тўлқин узунлигининг ҳамма интервали бўйича (λ=0 дан λ= гача) нурланган энергиянинг миқдори жисмнинг нур чиқариш қобилияти Е деб аталади:
Е = . (7.19)

бу ерда Q_Н – жисм томонидан нурланган энергия.

Жисмнинг нур чиқариш ҳусусиятининг тўлқин узунлиги интервалига нисбати нурланиш тезлиги дейилади:
J = . (7.20)

Охирги тенгламани интеграллаш натижасида жисмнинг нур чиқариш ҳусусияти ва нурланиш интервали ўтрасидаги боғлиқликни аниқлаш мумкин:

Е = .

Нурланиш умумий энергиясининг абсолют ҳарорат ва тўлқин узунлигига боғлиқлигини Планк назарий йўл билан кашф этган:

E = . (7.21)
(7.21) тенгламадаги доимийликлар ушбу қийматларга эга: С₁=3,22·10^-16 Вт/м² ва С₂=1,24·10^-2 Вт/м².
Охирги тенгламани ихчамлаштириб қуйидаги боғлиқликни оламиз:
Е₀ = К₀ Т⁴ , (7.22)
бу ерда Е₀ абсолют қора жисмнинг нур чиқариш қобилияти, Вт/м²; К₀ – абсолют қора жисмнинг нур чиқариш доимийлиги, К₀=5,67·10^-8 Вт/м²·К⁴; Т – жисм юзасининг абсолют ҳарорати, К.
(7.22) тенглама Стефан-Больцман қонуни деб аталади. Бу қонун Планк тенгламасининг ҳосиласи ҳисобланади. Бу қонунга кўра, абсолют қора жисмнинг нур чиқариш ҳусусияти юза абсолют ҳароратининг тўртинчи даражасига мутаносибдир. Стефан-Больцман қонуни кулранг жисмлар учун куйидаги кўринишга эга:
Е = εС₀ , (7.23)
бу ерда ε - кулранг жисмнинг нисбий нур чиқариш коэффициенти, С₀ – абсолют қора жисмнинг нур чиқариш коэффициенти, С₀ = 5,67 Вт/м²·К⁴.
Кулранг жисмнинг нисбий нур чиқариш коэффициенти материалнинг табиати, унинг ранги, ҳарорати, юзасининг ҳолатига боғлиқ бўлиб, унинг қиймати 1 дан кичик бўлади ва 0,055÷0,95 чегарада ўзгаради (масалан, t=25⁰С бўлганда углеродли пўлат листи учун ε ≈ 0,82).
Кирхгоф қонуни. Бу қонун кулранг жисмнинг нур чиқариш ва нурни ютиш ҳусусиятлари ўртасидаги боғлиқликни ифода қилади. Ўзаро параллел жойлашган кулранг I ва абсолют II жисмларни олиб кўрамиз (7.4-расм). Бир жисм юзасидан чиқарилган нур иккинчи жисмнинг юзасига тушади. Кулранг жисмнинг ютиш қобилиятини А₁ билан белгилаймиз. Абсолют қора жисм учун А₂=А₀=1. Кулранг жисм ҳароратини абсолют қора жисм ҳароратидан юқори деб оламиз, яъни Т₁>Т₂. Бунда кулранг жисмнинг юза бирлигидан (вақт бирлигида) нурланиш орқали берилган иссиқликнинг миқдори қуйидагича топилади:
q = E₁ – Е₀ · А₁ . (7.24)



7.4-расм. Кирхгоф қонунини аниқлашга доир схема.
Иккала жисмнинг ҳарорати бир хил бўлганда иссиқлик мувозанати юзага келади (q = 0):
E₁ – Е₀ А₁ = 0. Бундан .

Натижада узаро параллел жойлашган бир қатор жисмлар учун қуйидаги ифодани ёзиш мумкин:

ƒ (Т) . (7.25)
(7.25) тенглама Кирхгоф қонунини ифодалайди. Бу қонунга асосан маълум ҳарорат учун ихтиёрий бир жисмнинг нур чиқариш қобилиятини унинг нур ютиш қобилиятига бўлган нисбати ўзгармас миқдор бўлиб, бу миқдор абсолют қора жисмнинг нур чиқариш қобилиятига тенг.