在真空中,热量主要通过辐射传递。这种热传递方式涉及电磁波的发射,电磁波无需任何介质即可在真空中传播。传导和对流需要物理物质来传递热量,而辐射则不同,它可以在没有任何物质的情况下发生,因此是真空中唯一有效的热传递方式。
辐射的解释:
辐射是源以电磁波的形式发射能量。这些电磁波包括可见光、红外线辐射和紫外线,它们将能量从一个地方带到另一个地方。在热传递中,这些波主要以红外辐射的形式出现,与热能有关。当这些波遇到较冷的物体时,它们会传递能量,从而加热物体。太空中的例子:
真空中辐射传热的一个实际例子是太阳光在太空中的传递。太阳以电磁波的形式发射能量,这些能量穿过真空空间,在被吸收后加热地球。这一过程在太阳和地球之间没有任何物理接触或介质。
数学表示法:
斯蒂芬-波兹曼定律描述了真空中辐射传热的效率,即热传导率与发射体绝对温度(T)的四次方成正比。在数学上可以表示为 ( e = C (T/100)^4 ) ,其中 ( e ) 是热传递能力,( T ) 是绝对温度,( C ) 是常数。这一关系表明,温度越高,辐射传热的效率越高。
在真空炉中的应用: