Что это значит, когда мы говорим, что «черное тело находится в тепловом равновесии со своим окружением»?

Цитата из моего учебника: «черное тело — это идеальный излучатель лучистой энергии. Оно находится в тепловом равновесии со своим окружением и излучает столько энергии на единицу площади, сколько поглощает из своего окружения в любой момент времени».

Всегда ли черное тело находится в тепловом равновесии с окружающей температурой? Что означает термин «лучистая энергия»? Почему черное тело должно находиться в тепловом равновесии с окружающей средой?

У вас как бы три вопроса в одном посте. Нормой здесь является то, что один вопрос на пост.
Действительно ли в учебнике, который вы цитируете, есть апостроф в притяжательном местоимении «его»? Тогда выбросьте его.
Что мне кажется странным, так это то, что все тела (не только «черные») движутся к тепловому равновесию (просто оно может быть где-то еще, я думаю, и/или они прибывают туда позже). В то же время ничто никогда не находится в точном равновесии, учитывая, что Вселенная не статична — просто все движется к равновесию, не только в термодинамике.

Ответы (1)

Всегда ли черное тело находится в тепловом равновесии с окружающей температурой?

Любое тело будет находиться в тепловом равновесии с окружающей средой, только если их температуры одинаковы. Если бы черное тело имело другую температуру, то оно излучало бы/поглощало тепло, чтобы набрать ту же температуру, а это займет некоторое время.

Что означает термин «лучистая энергия»?

Каждое тело излучает некоторую энергию посредством электромагнитного излучения, и это называется здесь «лучистой энергией».

Почему черное тело должно находиться в тепловом равновесии с окружающей средой?

Забудьте о черном теле и берите любое тело. Это тело будет иметь естественную тенденцию пытаться поддерживать тепловое равновесие со своими соседями. Если бы это было не так, то есть температура тела отличалась бы от температуры окружающей среды, то при чистом обмене с окружающей средой тело будет излучать/поглощать тепловую энергию из окружающей среды, чтобы получить ту же температуру. Этот факт является как логическим, так и экспериментально проверенным.

Более экспериментально, когда тело находится при другой температуре, оно излучает больше/меньше тепла, чем получает от окружающей среды, и, следовательно, его температура изменяется. Этот чистый обмен определяется законом Стефана Больцмана.

Δ Е б о д у "=" е А о ( Т б о д у 4 − Т с ты р р о ты н д я н г с 4 )

«Любое тело будет находиться в тепловом равновесии с окружающей средой, только если их температуры одинаковы». Разве это не "даже не неправильно"? («Окрестности» планеты — это космический вакуум и, как таковой, не имеет температуры!) И, как правило, тела, видимые с другого тела (которые для астрономических объектов обычно не ) имеют одинаковую температуру, даже если это тело находится в тепловом равновесии. Просто они маленькие и далеко.
Ну, я отвечаю для тех, кто был новичком в этом деле. Ваш аргумент правильный. Но я (и, вероятно, ОП) имел в виду картину, что тело находилось в комнате на Земле. Вы предлагаете прямо указать на это?
Лучистую энергию лучше всего обсуждать с телами в вакууме. Не каламбур.
Пожалуйста, дайте мне несколько предложений о том, как я должен отразить это в своем ответе, если они у вас есть.
Просто забудьте про "одинаковую температуру", это очень частный случай (например, в такой среде вы ничего не увидите - все фотоны будут иметь одинаковую частоту и плотность со всех сторон). Важно то, что (любое!) тело движется к состоянию, когда количество получаемой им лучистой энергии равно количеству излучаемой (в вакууме). Откуда оно приходит и куда уходит, значения не имеет. Например, холодные камни в космосе (без радиоактивности) в какой-то момент достигают такого равновесия, но, конечно, видимые звезды намного горячее (но далеко).
Да, они переходят в такое состояние, но какая причина побуждает их к такому состоянию, как не температура? Было бы здорово, если бы вы могли увидеть этот связанный вопрос, который я разместил здесь @Peter-ReinstateMonica
Что это значит, когда мы говорим, что «черное тело находится в тепловом равновесии со своим окружением»?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v