Оригинальные загадки!

[Leo]

А физики у нас тут есть? Это, по сути, не загадка и ответа я не знаю, просто не знаю, в какую тему еще запихнуть. Итак...
Есть такой физический эффект. Батарея отопления, покрашенная в черный цвет, излучает тепло эффективнее (существенно эффективнее, до 30%), чем такая же батарея, покрашенная в белый цвет. Объяснения физического механизма этого явления я найти пока не смог. Везде ссылаются на закон Стефана-Больцмана, но какое он имеет к этому отношение я пока не понимаю.

[Мавка]

Leo
Насколько мне помнится из физики - это связано с длиной волны различных цветов спектра:

при нагревании тела максимум мощности излучения смещается из инфракрасной в ультрафиолетовую часть спектра. То есть чем сильнее нагревается тело, тем более короткие волны излучения преобладают в его спектре. Еще раз хочу уточнить: излучение, испускаемое нагретыми твердыми телами и жидкостями, обладает непрерывным спектром, то есть содержит все длины волн видимого диапазона без исключения, но в зависимости от температуры максимум мощности излучения находится в том или ином диапазоне, и глаз воспринимает это как оттенок цвета. Выделить "на глаз" тот цвет, длине волны которого соответствует максимум мощности излучения, можно, равномерно ослабив излучение во всем видимом спектре. Простой пример: если вы посмотрите на Солнце в зените, оно будет однозначно белым. Если же свет Солнца равномерно ослабить, оно приобретает желтоватый оттенок.
Для того чтобы перейти к рассмотрению цветовой температуры, необходимо ввести понятия черного тела и серого тела. Под черным телом в физике понимается тело, которое при любой температуре поглощает вс§ падающее на него излучение с любой длиной волны, ничего не отражая. Серое тело, в отличие от черного, не полностью поглощает падающее на него излучение, однако равномерно ослабляет излучение с любой длиной волны.
Черное тело, как и все остальные тела, при нагревании начинает излучать. И поскольку оно поглощает весь падающий на него свет, то спектральный состав излучения черного тела будет зависеть только от его температуры, то есть на спектр излучения черного тела не влияет свет, падающий на него от другого источника, поскольку он полностью поглощается.
Черное тело обладает максимальной способностью поглощать излучение в любой области спектра. Я не буду вдаваться в подробности, отмечу только, что если тело не поглощает электромагнитные волны какой-либо длины, то оно их и не излучает [3]. Отсюда можно сделать вывод, что черное тело обладает и максимальной излучающей способностью в любой части спектра: если нагреть черное тело до некоторой температуры, то излучать с той же мощностью на любых длинах волн не сможет ни одно другое тело, нагретое до той же температуры.
Общим для серых и черных тел является то, что в их спектрах излучения при одинаковой температуре совпадает распределение энергии, то есть нагретые до одинаковой температуры черное и серое тела имеют одинаковый процентный спектральный состав. Единственная разница в том, что мощность излучения серого тела меньше мощности излучения тела черного.
Что же такое цветовая температура? В физике это понятие используется для определения температуры серых и черных тел по длине волны, энергия которой в спектре максимальна. Формула выглядит следующим образом:Цветовая температура = 0,0029/Длина волны, при которой мощность излучения максимальна
Таким образом была определена температура Солнца (около 6500 К) и других звезд. Кстати, Солнце и звезды являются практически идеальными черными телами; звучит немного странно, не правда ли?

http://www.leds.ru/anl35.htm

[Sveta]

То есть черное просто не излучает света, вся энергия уходит в тепло.

[my voice just]

а как же

Солнце и звезды являются практически идеальными черными телами

[Sveta]

собственно да. просто не отражает. тогда не ясно, что с белой батареей. вряд ли волны, которые она отражает, настолько критичны для температуры.

[Leo]

Получается так, что излучая в видимом диапазоне, белая батарея существенно теряет эффективность излучения в инфракрасном. Только я не думал, что разница так велика.
Еще интересно было бы узнать, каково процентное соотношение теплоотдачи через конвекцию и через излучение.

[Имбирь]

А что - только мне одному кажется, что произошла классическая подмена понятий? Белая батарея осталась белой батареей , а вот черная -... Само понятие -"цвет черный" как-то плавно перетекло в определение "черного тела" в физике. Сдается мне, господа, это была ... комедия.... Типа, физики шутят....

[Lia]

ой , да все просто )
нагреваем белую батарею , она излучает тепло , но не поглощает в себя окружающее тепло , ибо белая ..
нагреваем черную , он излучает тепло и заодно поглощает в себя окружающее тепло , ибо черная , становясь более горячей .. круговорот тепла в природе

[Leo]

Имбирь
В том-то и дело, что не шутят. Теория подтверждается опытом. Кстати, покраска батареи в матовый черный цвет (идеальный вариант газовая сажа) приближает ее вплотную к тому самому "абсолютно черному телу".

Lia
Вот в том-то и вопрос. Неужели, она поглощает настолько много энергии из окружающего пространства? Или черная поверхность заставляет эффективнее отдавать имеющуюся энергию горячей воды?

[Lia]

Leo
да черная становится еще теплее , чем была , поэтому и отдает больше тепла ..
но , вообще то , я точно не знаю , это так , предположение )
на солнце мы носим белую одежду , на пляже , например , а оденем черную .. мы нагреемся , как поросята на вертеле , значит и отдавать будем больше тепла ..

[Leo]

Lia
На пляже есть внешний источник энергии в виде солнца, причем, источник весьма и весьма нехилый. Так что, там причина нагрева понятна. А в комнате все источники тепла, кроме самой батареи, вторичные, т.е., излучают энергию, полученную от самой батареи. Вопрос, откуда тогда берется дополнительное тепло?

[Lia]

Leo
скажи - зачем тебе это ? .. ты хочешь установить у себя черные батареи ? .. или это нужно твоим клиентам ? .. или просто хочешь знать - почему ?

знаешь , если что-то сильно мучает и невозможно найти этому обьяснение , то сделай маленькую операцию , мысленно , отрежь ,то что мучает и выброси ..

[Имбирь]

Leo
Давайте максимально упростим опыт. Возьмем две бутылки, одну черного цвета, другую - обычную. Наполним кипятком из чайника... Здравый смысл мне подсказывает, что вряд ли их теплоотдача будет отличаться больше, чем на долю процента...(по причине возможного вторичного отражения). По мне - так вообще не должна отличаться заметно... А в каком источнике описано это явление?

[Leo]

Lia
Да мне, в общем-то, все равно. Просто услышал случайно о таком физическом эффекте и стала интересна его природа.

Имбирь
Например, тут. 4 абзац снизу.

В инете куча обсуждений по этому поводу. Кто-то говорит, что окраска влияет, кто-то, что нет. Единого мнения нет.

[Имбирь]

Leo
Почитал. Неубедительно. Ради любопытсва сходил по ссылке о окнах. Сам работал полтора года на фирме, производящей ПВХ - окна. Могу сказать, что статья написана дилетантом.Совсем не на этом следует акцентировать внимание. Возможно, весь раздел -тоже в том же духе...