Wärmetransportphänomene - Lehrstuhl für Thermodynamik - TUM
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42 KAPITEL 5. WÄRMESTRAHLUNG<br />
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Abbildung 5.1: Verteilung der auf einen Körper K treffenden Strahlungsenergie ˙ Q und dessen<br />
Emissionsstrom ˙ QE. ˙ QA – absorbierter, ˙ QR – reflektierter, ˙ QT – transmittierter Anteil.<br />
Mit Blick auf Abb. 5.1 folgt aus dem Energiesatz<br />
mit den Definitionen<br />
die dimensionslose Bilanzgleichung<br />
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˙Q = ˙QA + ˙QR + ˙QT ,<br />
α ≡ ˙ QA<br />
˙Q<br />
, Absorptionsgrad, (5.1)<br />
ρ ≡ ˙ QR<br />
˙Q,<br />
τ ≡ ˙ QT<br />
˙Q<br />
Reflexionsgrad, (5.2)<br />
, Transmissionsgrad, (5.3)<br />
α + ρ + τ = 1. (5.4)<br />
Man kann folgende Extrem- bzw. Idealfälle unterscheiden (obwohl sie praktisch nur näherungsweise<br />
und in begrenzten Wellenlängenbereichen realisierbar sind):<br />
• Schwarzer Körper: α = 1; ρ = τ = 0,<br />
Die gesamte (auftreffende) Strahlungsenergie wird absorbiert.<br />
• Weißer Körper: ρ = 1; α = τ = 0,<br />
Vorausgesetzt, die gesamte Strahlungsenergie wird über den ganzen Halbraum, also<br />
diffus, reflektiert (und nicht spiegelnd nach den Gesetzen der geometrischen Optik).<br />
• Diathermaner (strahlungsdurchlässiger) Körper: τ = 1; α = ρ = 0,<br />
Die gesamte auftreffende Strahlungsenergie wird durchgelassen. Beispiel: Luft ohne<br />
H2O- und CO2-Anteile; Fensterglas im optischen Bereich (Licht).<br />
• Oberflächenstrahler: τ = 0; α + ρ = 1,<br />
Hierzu zählen (vor allem im technisch interessanten IR-Bereich) fast alle Festkörper<br />
bzw. Flüssigkeiten, da diese die Strahlungsenergie in einer etwa 1 µm bzw. 1 mm dicken<br />
Schicht absorbieren und emittieren.
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