Мне здесь не хватает чего-то очень простого. Предположим, оболочка находится при фиксированной температуре T с помощью генератора энергии. Сфера внутри будет излучать ту же мощность, что и поглощает. Мощность, излучаемая снарядом, будет и будет такой же, как поглощаемая меньшей сферой и излучаемая наружу, что должно быть , поэтому сфера должна быть горячее.
Но не будет ли это нарушением второго закона? Не эквивалентна ли такая установка закрытой Вселенной, находящейся в тепловом равновесии, в которой оболочка может излучать только внутрь?
Не все излучение от внешней оболочки достигает внутренней оболочки. При учете распределения интенсивности излучения от внешней оболочки (распределение Ламберта, т.е. ) вы увидите, что количество излучения от внутренней к внешней оболочке такое же, как и в другом направлении.
Нет нарушения второго закона.
Здесь нет нарушения второго закона. У вас есть система, которая находится вне теплового равновесия. То, что черные тела поглощают и излучают, является движущим механизмом, который пытается привести эту систему к тепловому равновесию.
По аналогии предположим, что вы из южного края и отправляетесь в это время года в северный край. Вы, как южанин, не привыкли к холодным осенним северным температурам. В вашем отеле, имеющем зеленый сертификат, еще не включили обогреватель. Ты холодный! Решение простое: бросьте на кровать дополнительное одеяло или много одеял, если это необходимо.
Внешняя оболочка в этой задаче выступает в роли одеяла. Он не останавливает передачу тепла от сферы во внешнюю среду (довольно холодный космический микроволновый фон с температурой 2,7 Кельвина), но значительно замедляет эту передачу.