Was ist Strahlungsenergie – Definition

Strahlungsenergie

In der Physik ist Strahlungsenergie die Energie der elektromagnetischen Strahlung und der Gravitationsstrahlung . Der Begriff „ Strahlungsenergie “ wird am häufigsten in den Bereichen Radiometrie, Sonnenenergie, Heizung und Beleuchtung verwendet. Als Energie ist seine SI-Einheit das Joule (J) . Die Strahlungsenergiemenge kann durch Integrieren des Strahlungsflusses in Bezug auf die Zeit berechnet werden. Strahlungswärmeübertragungist in der Energiewirtschaft sehr wichtig, weil es eine der wichtigsten Möglichkeiten ist, wie Wärmeenergie übertragen werden kann. Es braucht kein Medium wie Luft oder Metall, um stattfinden zu können. Jedes Material mit einer Temperatur über dem absoluten Nullpunkt gibt Strahlungsenergie ab. Die meiste Energie dieses Typs befindet sich im Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums, obwohl sich ein Teil davon im sichtbaren Bereich befindet.

DieWärmestrahlungsrate von einem Körper (z. B. einem schwarzen Körper) zu seiner Umgebung ist proportional zur vierten Potenz der absoluten Temperatur und kann durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden:

q = εσT ⁴

Dabei ist σ eine physikalische Grundkonstante, die als Stefan-Boltzmann-Konstante bezeichnet wird und 5,6697 × 10 ^-8 W / m ² K ^{4 entspricht} . Diese Beziehung nennt man das Stefan-Boltzmann-Gesetz . Das Emissionsvermögen & epsi; der Oberfläche eines Materials ist seine Wirksamkeit beim Emittieren von Energie als Wärmestrahlung und variiert zwischen 0,0 und 1,0. Per Definition hat ein schwarzer Körper im thermischen Gleichgewicht einen Emissionsgrad von ε = 1,0. Es ist zu erkennen, dass dieWärmestrahlung bei sehr hohen Temperaturen und im Vakuum wichtig ist.

Zwei aufeinander zu strahlende Körper haben einen Nettowärmestrom zwischen sich. Die Netto-Wärmestromrate zwischen ihnen ist gegeben durch:

Q = εσA _1-2 (T ⁴ ₁ – T ⁴ ₂ ) [J / s]

q = εσ (T ⁴ ₁ -T ⁴ ₂ ) [J / m ² s]

Der Flächenfaktor A _1-2 ist die Fläche, die Körper 2 von Körper 1 betrachtet, und kann ziemlich schwierig zu berechnen sein.