輻射力E怎麼算

1. 傳熱學問題

此題在傳熱習題中算是涉及高數知識很多的題了，如果下面的過程有不熟悉的部分趕快去復習高數。

1. 首先明確一個概念「拋出瞬間其散熱Q0」，說明了這個散熱是一個關於熱量的微分dQ，等式另一端是關於時間的微分dτ。於是先列實際輻射熱的輻射力關系式：
E=εσ(T)^4 σ是波爾茲曼常數
根據輻射力E的定義，可知：
E=1/A*dQ/dτ
聯立可得：
dQ=εσA*T^4 dτ (a)
則把拋出的初始狀態T0代入(a)式得：
dQ0=εσA*(T0)^4 dτ

2.根據能量守恆定律，可知小球對外散熱，能量減少，表現在小球整體的溫度下降，因為假設小球「金屬體導熱系數極大」，則認為其Bi→0，小球整體的平均溫度與表面溫度相同，故有：
dQ=cρV dT (b)
聯立(a)(b)得：
dT/dτ=(εσA/cρV)*T^4 (c)

3.解(c)式的微分方程，設常數k=εσA/cρV，則(c)式變為：
dT/T^4=k*dτ
-1/(3T³)=kτ+C
再將初始條件τ=0，T=T0代入，得
T=T0*[1-3k(T0)³τ]^(-1/3) 其中k=εσA/cρV

解畢

2. 硫在空氣和純氧中燃燒哪個放熱多

呵呵，樓主的思考不無道理，樓上各位，也都說的振振有詞。我想，大家說的都沒錯，但還是有問題的，咱們不妨探討探討。之所以提出這樣的探討，就是因為諸如此類的問題是普遍存在的，也即我們為什麼會有「硫在空氣和純氧中燃燒哪個放熱多」的這樣思考。這種思考是值得肯定的，沒有思考，就不會有發展與進步。

下面我想從一個簡單的例子說起。

如果把一張紙放在太陽下暴曬，請問，這張紙會燃燒嗎（按常規考慮）？不會吧，這就對了。可是，在紙的上面合適的位置放一個凸鏡，讓太陽光在紙上集聚到一點，這時再問，這張紙會燒嗎（還是按常規考慮）？會的，這也對了。可為什麼呢？都知道，是將能量集中了。

是的，有或沒有凸鏡時，照在紙上太陽的能量都是一樣的啊，可為什麼結果不一樣呢？這說明了一個問題，就是集中（聚集）的能量與分散的能量是不同的。

就是說，總能量相同，但擁有這個能量的體積（或質量或面積）越小，這個能量的「質量」就越好。

這就說明，能量也和人一樣，也分三六九等（俺沒有損人的意思，只是做個比喻而已）。所以，能量除了數量上的差異外，更重要的是還有質量（即品位，或能級）上的區別。

現在說說樓主的問題吧。

其實，應該猜到我想說什麼了吧？對的，在純氧里燃燒和在空氣中燃燒，它們放熱雖然是一樣的，但其效果卻是大大的不同。可以說，在純氧里燃燒，其燃燒質量要強得多，其產生的效果可以表述為以下幾點：（1）燃燒溫度要高得多，這是高品位熱能的最重要品質；（2）輻射能力強（很遠就可見到）；（3）破壞力大；等。這些都是在空氣中無法比擬的。因此，有氧氣罐的地方，要特別注意防火哦。

所以，能量相同的物體，其品位可能有本質的區別，這就是我們對「不同品位但相同的能量」的不解之處。

希望不要再被「相同的能量」的問題所束縛。

——————————補充——————————
回答樓主關於「你怎麼就知道氧氣中發出的光多？雖然他發的光強，但是時間少」。
第一、使用純氧燃燒，燃燒溫度是很高的，其理論發熱溫度為：

t=Qd/(C×Vo)

式中：Qd是燃料的熱值，C是燃燒產物的比熱容，Vo是理論產物生產量。

顯然，空氣與氧氣的不同，主要就是Vo有巨大的差別。空氣的Vo要比純氧的Vo大得多。空氣中由於存在著惰性氣體N2，雖然它不參與反應（實際上N2也是要吸熱反應生成NOx的，但姑且就算它不反應），但它使Vo變得很大，因而含有大量N2的空氣，其燃燒溫度是不會比純氧高的，就是N2分享了大量的燃燒熱。

第二，溫度與輻射的關系。
根據斯蒂芬-波爾茨曼定律可知，物體的輻射力，正比於物體絕對溫度的四次方（因而也叫四次方定律），即溫度越高，物體的輻射力就越強。

第三，輻射與可見光的關系。

可見光的波段為：0.38--0.76 μm。
溫度越高，輻射量在可見光占的比例就越大，這就是我們很適應太陽光的原因，而太陽表面溫度為5800K，純氧燃燒溫度一般在2000K以上，比較接近3000K，而空氣燃燒溫度一般在2000K以下，二者相差快1000K了。通常溫度在500K以下的物體，我們是看不見它發光的。但根據輻射原理製作的「紅外線望遠鏡、攝像儀」等，就是捕捉了我們看不見的紅外線光譜。

所以，使用相同的燃料（不限於硫的燃燒），在純氧里燃燒，不僅其輻射力要強，而且在可見光波段內的輻射量也多，我們感覺它的光就越強。

第四，關於燃燒時間的問題。

實際上，控制好燃燒速度的話，它們燃燒時間是可以一樣長的。在工業燃燒領域，就是通過控制燃料的流量來控制燃燒反應速度的。樓主說時間快，那是不加以控制的原因所致。
的確，在相同的條件下，純氧燃燒速度非常快，因而能產生很強的輻射力，但即便是這樣，與反應時間長、溫度較低的空氣燃燒相比，純氧燃燒的輻射力（或輻射總量）仍然要大得多，其原因就是輻射力與絕對溫度的四次方成正比啊，這非常厲害的，且溫度差別越大，這種差別就越明顯。
樓主可以做個簡單的計算，如 E=T^4×△t
當T=2000時，△t=0.01,0.02，……
當T=1000時，△t=0.02,0.04，……
就可以發現，T的增長速度遠大於△t的速度，且溫度越高，這種區別就越明顯。只有在溫度差不多時，時間的因素才是重要的。

總之，之所以在空氣中燃燒不如在純氧中燃燒，主要的原因是空氣中的N2搶奪了很多熱量，以致空氣燃燒溫度低，因而導致其輻射力等各項指標都急劇下降。

第五，關於「熱」

熱是自然界普遍存在的一種能量形式，但熱能與電能、機械能的最大不同之處就在於「熱能」是有「級別」的，溫度越高的熱能，其品位就越高。這就是工業上，在使用某種燃料時，正常情況下，都希望把溫度燒得高一點的原因。
使用純氧燃燒是非常節能的，但關鍵是純氧的獲得要付出更多的代價，目前工業應用並無經濟價值。相信隨著技術的發展，工業上早晚是要用純氧燃燒的。

3. 鋁的比熱系數

20℃時 鋁的導熱系數k=164 W／（m•K） ,比熱C=879 J／（kg•℃）.
在溫度T時,輻射力E=5.67× ε ×[(T/100)^4]
ε—物體的黑度：取值如下
精磨的鋁（200—600℃）0.04—0.06；
強氧化的鋁（35—500℃）0.20—0.06；
杜拉鋁（50—350℃）0.37—0.41.
自然對流散熱的散熱系統面積F(m2)
Q=F×(α ×ΔT),
Q—散熱功率 (kcal／h)
α—換熱系數,一般在3—5(kcal／m2×h×℃)
ΔT—溫差（℃）
F—自然對流散熱面積 (m2)
F=1 m2,ΔT=15.Q=45—75(kcal／h).

4. 什麼叫特徵輻射

通常按三維方法計算.具有二維特徵的輻射換熱問題,提出一種降維處理方法.與三維方法不同的是,降維後的輻射強度I2D是在二維系統平面角的概念上導得的,其值為輻射力E的一半,即I2D＝E/2.經過降維處理後的數值方法使得具有二維特徵輻射傳熱問題的計算得到極大簡化.對含有參與性介質的圓筒形腔體和無限長方腔內的熱特性進行計算,並將計算結果與按三維輻射計算的結果或精確結果進行比較,兩者取得良好的一致性.

5. 外照射個人劑量(mSv)Hp(10) 與總有效劑量E(mSv)怎麼換算

核輻射，或通常稱為輻射中存在的所有材料，包括你喝的水和我呼吸的空氣，這是事實數百數百萬年的存在，是一種正常的現象。所以我們不討論沒有放射性，而是討論在日常生活中的哪些物質，在一定條件下，高溫或高輻射傷害的人。

核輻射主要有三種射線，α，β，γ：
？？α射線是氦核，β射線是電子，射線穿透小，影響距離比較近，只要輻射源進入體內，影響不顯著。
γ射線的穿透力是非常強的，一種波長很短的電磁波。是很常見的輻射對人體的影響，主要是有關的功率（磁場強度）和頻率的電磁波。通信與無線電波的低頻電磁波，按照頻率從低到高（波長從長到短）的優先順序，電磁波可以分為：長波，中波，短波，調頻，微波，遠紅外線，紅外線，可見光，紫外線，X-射線，γ-射線。為界，可見下面的光的頻率（波長長於）可見光波對人體的熱效應，頻率高於可見光線，以產生對人體的化學作用。

室內裝飾物的體積和重量都很小，但它們是「寵物」親密接近的人，有時傷人的放射性：

寶石，珍貴的鑽石（金剛石），紅寶石，藍寶石，祖母綠，貓眼以及普通寶石水晶，瑪瑙和石榴石。創業板的類型已經過測試，並沒有發現有高放射性的，如水晶，石英水晶，放射性很低，瑪瑙放射性不高。

玉和翡翠，和田玉，以及各種用於工藝美術雕刻和岩石的礦物，如遼寧岫岩，新疆和田玉，廣東省「全片，浙江青田玉」天津「彩玉」，湖北的「松動的石頭」。如大理石，大理石，漢白玉，東北紅，綠歌曲模式玉，粉紅色，艾葉青，曲陽玉，其產品是由石灰岩變質東北，放射性是非常低的。

「夜明珠」據悉，其中的一部分鋇的重晶石更換鐳，處理後的夜光，較強的放射性，處理，在加熱或在顯著熒光紫外線照射下，有不同程度的接觸鈾，螢石放射性;由某些含磷物質，處理一般放射性;第四處理某些材料; 5由輻照作出。 「夜明珠」傷人放射性輻射安全證書，第二，一看，測量和測量的國際標准或國家標准。

什麼是核輻射？
核輻射是原子核從結構或改變的能量狀態的另一種結構或另一種能量狀態過程中釋放的微觀粒子流。核輻射可引起電離或激發的物質，它被稱為電離輻射。電離輻射分為電離輻射的直接和間接的電離輻射。直接電離輻射帷⑩，質子和其他帶電粒子。間接致電離輻射包括光子（閔喝醉了吆的闕射線），中子等不帶電粒子。

2，常用的輻射量和單位有哪些？
新的物理量的單位換算關系的舊單位

活動居里（Ci）的貝可勒爾（Bq）為1CI = 3.7×1010Bq

照射量倫琴（R）庫侖/千克（C /公斤）1R = 2.58×10-4C/kg

吸收劑量RAD數據通信公司（RAD）戈[瑞士]（GY）1GY = 100rad

劑量當量快速眼動（REM）[沃特福德]（Sv）的1Sv = 100rem

如圖3所??示，公共劑量的天然放射性的貢獻？
天然輻射主要有三種來源：宇宙射線，陸地輻射源和體內放射性物質。據統計，平均年劑量公眾造成的天然輻射值？下表中列出。

輻照成分年有效劑量（毫希）

地區正常背景區域輻射量的增加

宇宙射線0.38 2.0

宇宙成因放射性核素0.01 0.01

地面輻射外照射0.46 4.3

地面輻射：內部曝光（除氡）0.23 0.6

內照射，地面輻射：氡及其衰變

吸入氡1.2 10

吸入220Rn子0.07 0.1

攝入氡0.005 0.1

總

2.4

4，人工光源對公眾劑量的貢獻嗎？
人工輻射源，包括放射診斷和放射治療放射源，放射性物質，放射性廢物，核武器爆炸，降塵以及核反應堆和加速器照射。所產生的人工輻射源向公眾按照相關的數據記錄，下表中列出的平均年劑量值嗎？

源的輻射劑量（mSv /年）

放射診斷0.22

放射治療0.03

醫用同位素0.002

放射性廢物0.002

核爆炸塵埃下跌0.01

職業暴露0.009

其他來源的輻射0.012

核電廠約0.001至0.02

5，什麼是輻射防護？
輻射防護研究保護人類（系指全人類，其中的部分或個別成員以及他們的後代）從輻射危害的應用學科，有時也指用於保護人類免受輻射危害的要求，措施，手段和方法，最大限度地減少。輻射包括電離輻射和非電離輻射。在核領域，輻射防護專指電離輻射防護。

6輻射防護的三個原則是什麼？

輻射防護的三個原則是合法性的實踐，優化保護和個人化的主題，根據劑量限值的水平。
輻射防護的基本原則：
1，合法性的做法;
2劑量限制和潛在的輻射危險的極限;
3，保護和安全優化;
如圖4所示，劑量約束和潛在的接觸約束的風險。

7，國際基本安全標準的劑量限值有哪些？
5年平均劑量（mSv /年）限制任何一年（mSv /年）

在2050年的職業曝光

15公開曝光

註：我們的標准相當於將被授予國際基本安全標准。

職業照射劑量限值：職業暴露水平，以應對任何工作人員控制，不得超過以下限制：1）監管機構的決定連續五年的平均年有效劑量為20毫希沃特; 2）在任何一年中的有效劑量50毫希沃特; 3）眼晶體年度等效劑量150毫希，4）四肢（手和腳）或皮膚的年等效劑量500毫希。

公眾照射劑量限值的做法估計的平均劑的主要負責人在公眾組的成員，不應超過以下限制：1）年有效劑量為1 mSv; 2）特殊情況下，如果連續五年的年平均劑量不超過1毫希/年，一個單一的一年的有效劑量可提高到5毫希沃特; 3）眼晶體年度的等效劑量，15毫希沃特; 4）皮膚年度當量劑量50毫希沃特。

潛在照射：設置劑量限值的照射，以限製造成的傷害。然而，發生的概率和潛在的暴露水平是難以確定的，應採取優化的結果，以確定它們的發生概率和水平。

8，外照射？外照射輻射防護哪三個？
在體外的輻射源對人體的照射稱外照射。保護由照射時間控制的外部照射方法，與輻射源和使用屏蔽三種方法的距離增加。

9，什麼是內部輻射嗎？控制內部風險的基本原則

進入體內的放射性核素作為輻射源所述人體照射照射。控制照射的基本原則是防止或減少放射性物質進入體內，你想成為一個預防放射性核素進入體內。

6. 當火焰里有了固體顆粒，在高溫下受熱發光，就會是火焰明亮。若燃燒的完全是氣體，火焰就不明亮（蠟燭）

1、基本常識（知識）：
（1）物體發光，實際上就是一種輻射；
（2）任何物體都具有熱輻射的能力；
（3）表明物體輻射能力大小的術語，叫輻射力，用E表示；
（4）波爾茨曼-斯蒂芬定律給出了黑體輻射力的大小：
Eb=σT^4
而灰體的輻射力為：
E=εEb=εσT^4
式中：σ為波爾茨曼-斯蒂芬常數，ε為灰體黑度，T為物體的絕對溫度，角標b表示黑體。
我們所了解的物質，絕大部分都是灰體（既吸收部分輻射能，同時也對輻射能漫反射），如建築材料、金屬、動植物表面、大地等，少數如像玻璃、非常薄的氣層或單原子、雙原子氣體是透明體（不吸收輻射能，且不反射輻射能），鏡子和高度拋光的金屬表面是鏡體（像光一樣對輻射能折射，且不吸收輻射能），僅對輻射能漫反射的是白體，能全部吸收輻射能的叫黑體。
（5）通常情況下，E大，就表明發光較強（還與輻射的波段有關，即某些物質只輻射某波段的輻射能，像紅外線相機就是據此原理製成，這里就不細考慮了）；
（6）E的大小，主要取決於物體的溫度，但與ε的大小也有關；
（7）0≤ε≤1，通常固體在0.4~0.95之間，如灰塵、鋼鐵、牆等基本為0.8，有色金屬約為0.6~0.7。氣體小於0.1；

2、問題分析：
（1）「不是說蠟燭發光時外焰最亮嗎？」，應為溫度最高。因為外焰燃燒最為完全、充分，且速度快。但外焰不一定很亮，有的火焰的外焰（也是溫度最高），人的眼睛不一定能觀察到。如煤氣灶燒出的火焰，其外焰溫度最高，但不一定很明顯。
（2）「可是如果焰心有固體顆粒，焰心不應是最亮嗎？」，這也不一定。參考1——（5）和1——（6），是否最亮，不僅與溫度有關，而且還與黑度有關，是一個綜合的效果。
通常來說，由於蠟燭和蠟芯都不是非常純，因而內焰會有固體小顆粒，這些小顆粒與內焰溫度是相同的。因此，即便內焰溫度比外焰低，但由於有了固體的小顆粒，就綜合效果來說，內焰的E有可能要比外焰的大。如果蠟燭和蠟芯都非常純，沒有一點雜質，即內焰沒有固體小顆粒，外焰還是有可能要比內焰亮的。
由於任何物質都有一定的雜質，所以，我們通常觀察到的現象是內焰要亮些的現象要多些。
（3）「還有火焰里怎麼會有固體顆粒呢？」，當然會有。除了剛才講的是雜質小顆粒外，還有一種情況就是燃燒引起的，以甲烷（CH4）燃燒為例。甲烷燃燒反應的化學方程式是：
CH4+2O2=====CO2+2H2O --A式
從其化學式子來看，反應出來的都是氣體嘛。別急，上面寫出來的是甲烷的完全燃燒反應。甲烷既然可以完全燃燒，當然也可以不完全燃燒了，那麼沒有燒掉的甲烷，在高溫下，必然受熱分解，其化學式子是：
CH4=====C+2H2 —B式
這就有了固體小顆粒（極其小）C了。
我們再來看看內焰和外焰吧。外焰直接與空氣接觸，可以獲取充足的氧氣實現完全燃燒，所以，外焰燒出來的都是氣體。而內焰呢？就不一樣了，內焰的氧氣，一定是經過外焰的擴散才能傳進來的，這樣，內焰的燃燒由於氧氣不足而不能完全燃燒，必然會有C的小顆粒。這種現象普遍存在，比如，爐子（或煤氣灶）有時會冒黑煙，鍋底為什麼會被燒黑呀，想過了嗎？相信你現在一定有答案了。

好了，說的夠多了，希望你能理解，並祝你學習進步。

7. 什麼是「輻射力」

輻射力是指單位時間內物體單位表面積向半球空間所有方向發射出去的全部波長的輻射能的總量，它的常用單位是W/㎡。輻射力從總體上表徵物體發射輻射能本領的大小。

8. 傳熱學試題 計算題解答答案 主要是第二題

我只說第二題，其餘的題有疑問再追問

此題在傳熱習題中算是涉及高數知識很多的題了，如果下面的過程有不熟悉的部分趕快去復習高數。

1. 首先明確一個概念「拋出瞬間其散熱Q0」，說明了這個散熱是一個關於熱量的微分dQ，等式另一端是關於時間的微分dτ。於是先列實際輻射熱的輻射力關系式：
E=εσ(T)^4 σ是波爾茲曼常數
根據輻射力E的定義，可知：
E=1/A*dQ/dτ
聯立可得：
dQ=εσA*T^4 dτ (a)
則把拋出的初始狀態T0代入(a)式得：
dQ0=εσA*(T0)^4 dτ

2.根據能量守恆定律，可知小球對外散熱，能量減少，表現在小球整體的溫度下降，因為假設小球「金屬體導熱系數極大」，則認為其Bi→0，小球整體的平均溫度與表面溫度相同，故有：
dQ=cρV dT (b)
聯立(a)(b)得：
dT/dτ=(εσA/cρV)*T^4 (c)

3.解(c)式的微分方程，設常數k=εσA/cρV，則(c)式變為：
dT/T^4=k*dτ
-1/(3T³)=kτ+C
再將初始條件τ=0，T=T0代入，得
T=T0*[1-3k(T0)³τ]^(-1/3) 其中k=εσA/cρV

解畢

9. 求問，玻爾理論中公式hv=E2-E1中字母h和v代表什麼意思，以及E是怎麼求的求大神解救

玻爾正確地提出了定態的概念， 即處於某一些能量狀態 En 上的院子並 不輻射電磁波，只有當原子從一些能量狀態 En 躍遷到亮一些能量狀態 Em 時才發射光子，光子頻率 v 由 Hv= En - Em 決定。事實證明這一結論對於各 種院子是普遍正確的。

普朗克常數記為 h ，是一個物理常數，用以描述量子大小。在量子力學中佔有重要的角色，馬克斯·普朗克在1900年研究物體熱輻射的規律時發現，只有假定電磁波的發射和吸收不是連續的，而是一份一份地進行的，計算的結果才能和試驗結果是相符。這樣的一份能量叫做能量子，每一份能量子等於hv，v為輻射電磁波的頻率，h為一常量，叫為普朗克常數。