ملف تدريبي: الإشعاع الحراري

في هذا الملف التدريبي، سوف نتدرَّب على استخدام قانون ستيفان بولتزمان لحساب شدة الإشعاع الحراري المنبعث من جسم له درجة حرارة معينة.

س١:

سخان يعمل بالأشعة تحت الحمراء خاص بحمام بخار، مساحة سطحه 0.050 m2، وانبعاثيته 0.84. ما درجة الحرارة التي يجب أن يعمل عندها، إذا كانت القدرة المطلوبة 360 W؟ مع إهمال درجة حرارة البيئة المحيطة.

س٢:

شدة إشعاع ضوء الشمس على مسافة 108×10 km من الشمس تساوي 2600 W/m2.

احسب القدرة الإشعاعية للشمس.

  • أ 1 . 9 × 1 0 W
  • ب 7 . 6 × 1 0 W
  • ج 7 . 6 × 1 0 W
  • د 3 . 8 × 1 0 W
  • ه 3 . 8 × 1 0 W

احسب نصف قطر الشمس. اعتبر 6.0×10 K قيمة درجة حرارة الشمس، واعتبر 1.0 قيمة انبعاثية الشمس.

  • أ 6 . 2 × 1 0 km
  • ب 6 . 6 × 1 0 km
  • ج 0 . 3 × 1 0 km
  • د 3 . 2 × 1 0 km
  • ه 6 . 4 × 1 0 km

س٣:

شدة الإشعاع الحراري 𝑆 المنبعث من الشمس تساوي 600 W/m2 تقريبًا عند نصف قطر مدار المريخ. افترض أن الشمس كرة مثالية ودرجة حرارتها منتظمة، مع إهمال أي تأثيرات للاحتباس الحراري.

على فرض أن أشعة الشمس متوازية، أوجد المساحة التي يجب ضرب 𝑆 فيها للحصول على الإشعاع الكلي الذي يعترضه المريخ. استخدم القيمة 3400 km لنصف قطر المريخ.

  • أ 1 . 8 2 × 1 0
  • ب 7 . 2 6 × 1 0
  • ج 1 4 . 5 × 1 0
  • د 3 . 6 3 × 1 0
  • ه 2 1 . 4 × 1 0

أوجد درجة الحرارة التي يُشعُّ المريخ عندها الطاقة بنفس المعدل. افترض أنه عند الأطوال الموجية للأشعة تحت الحمراء؛ حيث يُشعُّ المريخ الطاقة، كانت الانبعاثية e تساوي 1.00.

س٤:

معدل فقد أنبوب للحرارة عن طريق الإشعاع يساوي 80.0 kW. طول الأنبوب يساوي 100.0 m، وقطره الخارجي يساوي 10.0 cm. انبعاثية سطح الأنبوب تساوي 0.70. أوجد درجة حرارة الأنبوب.

س٥:

احسب كمية الحرارة المفقودة بالإشعاع لكل متر من طول أنبوب معدني ذي انبعاثية قدرها 0.930. درجة حرارة السطح الخارجي للأنبوب 311 K، والقطر الخارجي للأنبوب 15.24 cm.

س٦:

أنبوب طوله 100 متر، ودرجة حرارته 150C. أوجد مُعدَّل فَقْد الأنبوب للحرارة بالإشعاع، إذا كان القطر الخارجي للأنبوب 10 cm. انبعاثية السطح للأنبوب تساوي 0.7.

س٧:

ما الطرق الثلاث الرئيسية لانتقال الحرارة؟

  • أالتوصيل، الحمل، الإشعاع.
  • بالحمل، الانتقال بثبوت الضغط، الإشعاع.
  • جالتوصيل، الانتقال بثبوت الحرارة، الانتقال بثبوت الإنتروبي.
  • دالإشعاع، الاحتكاك، الحمل.

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.