Napsugárzás
A NAPKOLLEKTOROS TERMÉSZET
A napsugárzást széles spektrum jellemzi
A "sugárzási fluxus sűrűség" kifejezést a felület négyzetméterenkénti sugárzási teljesítményére utalják. A "sugárzási fluxus spektrális sűrűsége" kifejezést is használjuk az egységnyi frekvenciaintervallum vagy egy hullámhossz-intervallum teljesítményének jelölésére.
A napsugárzás energiafrekvenciájának közelítő megoszlása a különböző spektrális tartományokban a következő alakú:
Infravörös és hosszabb
hullám (/<400 ТГц, X> 750 nm).
Látható spektrum (400 THz
frekvencia (/> 750 THz, X <400 нм)
A napsugárzás részletesebb leírását a táblázat tartalmazza. 10.1, amely a G szolár állandó frakcióját mutatja a frekvenciatartományban,
amely a beállított frekvenciaérték fölött van, grafikus formában a napsugárzás teljesítményének spektrális eloszlását az 1. ábra mutatja. 10.1. Összehasonlításképpen, ugyanez az ábra két, a 6000 K-os hőmérsékletű abszolút fekete test sugárzásának két spektrális eloszlását mutatja, amelyek egyenlő intervallumokat tesznek ki a hullámhossz mentén és a sugárzás frekvenciáján. Mindkét eloszlás, bár ugyanazt a sugárzást írja le, de a spektrum különböző pontjaiban van maximális. Ennek jobb megértéséhez megoldja a 10.5-ös problémát.
Ábra. 10.1. A szoláris fluxus sűrűségének spektrális eloszlását az abszolút fekete test spektrális eloszlásához képest sugárzik
Minden, amit fent említettünk, a napsugárzásra utal a VN-ben: a Föld légkörének legkülső határa. A Föld felszínének napsugárzásáramának sűrűsége a légkör hatására kisebb, mint a légterét. 1000 THz feletti frekvenciájú sugárzás (X <300 на поглощается главным образом в верхних слоях атмосферы в результате фоте мических реакций, приводящих к фотоионизации и нагреву воздуха. Эта ча спектра содержит в себе всего около 1,3 % энергии потока солнечного излучен* Озоновый слой, находящийся на высоте около 25 км, поглощает большую часГ энергии высокочастотной части спектра, поскольку он практически непро цаем для ультрафиолетового излучения. Если бы плотность атмосферы во вег точках была равна её плотности на уровне моря, то толщина атмосферы б бы всего около 8 км, а озонового слоя около 2 мм.
10.1 táblázat. A napsugárzás áramlási sűrűségének jellemzői. Az energiaáram teljes sűrűségének frakciója (szoláris állandó G)
Annak ellenére, hogy a napsugárzás természetében különböző fizikai mechanizmusok léteznek, összességében nagyjából megfelel az abszolút fekete test kibocsátásának. A térfogat egységnyi energiája és a frekvenciaintervallum egysége az üres, teljesen fekete testben (J # 9632; m-3 • rrr1), a Planck törvény írja le.
d / c3 exp (n / 'A 7 ") -
A fenti kifejezésben W az energiamennyiség az orbit egységénként. Az energiaáramlás megegyezik az energia koncentráció termékével a fénysebességgel (a részecskék áramlásához hasonlóan, ami a részecskék specifikus koncentrációjának a sebességével megegyezik). Az energiaáramlás (W • m 2 • Hz-1), amint fent említettük, megegyezik a P sugárzási teljesítménysűrűségével
df exp (k, kT) -1 '
Az egység hullámhosszintervallumának (W • m 2 • m-1)
скк exp [he кТ] -1
A napsugárzásnak az abszolút fekete test (ACT) emissziós spektrumának leírásával a spektrum formáinak legjobb esélye van a hőmérsékleten; v - a 6000 K vörös test és az integrált sűrűség értékeinek egyenlősége, egy csillagászati egység (1360 W / m2) és az AFT-hőmérséklet egyenlő 5800 K-os sugárzási áramlása.
Fentebb azt a tényt beszéltük, hogy a hengeres tartályban lévő gáz, melynek dugattyúja van, elvégezheti a munkát. Mi ez a munka? A gázoldalon a dugattyún ható erő pA, ahol A ...
Tegyünk egy bizonyos mennyiségű hőt a gázhoz, # 9632; az adiabatikus falakkal ellátott henger és a dobozban lévő dugattyú # 9632, súrlódás nélkül kell átkelni. Az adiabatikus falak jelenléte azt jelenti, hogy a hő ...
Amikor egy bizonyos mennyiségű gáz hőmérséklete megváltozik, belső energiája megváltozik. Ha a gáz mennyisége változatlan marad (például a gáz merev falakkal ellátott edénybe kerül), majd megváltoztatja ...