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Berechnet die Wärmestrahlung eines schwarzen/grauen Körpers nach dem Stefan-Boltzmann-Gesetz: spezifische Ausstrahlung des Schwarzkörpers E_b=σ·T⁴ (W/m²), gesamte abgestrahlte Leistung Q_rad=ε·σ·A·T⁴ (W); mit optionaler Umgebungstemperatur T₀ wird zusätzlich die Nettostrahlung Q_net=ε·σ·A·(T⁴-T₀⁴) (W) berechnet. σ=5,670374419e-8 W/(m²·K⁴); ε ist der Emissionsgrad (0<ε≤1, Schwarzkörper ε=1); T ist die absolute Temperatur (K), °C und °F werden vorher in K umgerechnet (absolute Temperatur, keine Differenz); A ist die strahlende Fläche. Fläche in m²/cm².
Ausführung
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Leitfaden zur Tool-Nutzung
Der Wärmestrahlungs-Rechner bestimmt nach dem Stefan-Boltzmann-Gesetz die spezifische Ausstrahlung eines Schwarzkörpers E_b, die gesamte abgestrahlte Leistung Q_rad und optional die Nettostrahlung Q_net gegenüber einer Umgebungstemperatur. Temperaturwerte in Kelvin, Celsius oder Fahrenheit sowie Flächen in m² oder cm² werden berücksichtigt.
Hintergrund
Eine ideale schwarze Oberfläche mit einer Fläche von 1 m² wird bei 300 K betrachtet.
Aufgabe
Gesucht sind die spezifische Ausstrahlung und die gesamte abgestrahlte Leistung.
Verwendung
Emissionsgrad ε = 1, Temperatur T = 300 K, Fläche A = 1 m² und die gewünschte Anzahl an Dezimalstellen eingeben.
ε = 1; T = 300 K; A = 1 m²Ergebnis
Der Rechner liefert E_b = 459,3003 W/m² und Q_rad = 459,3003 W.
Hintergrund
Eine Oberfläche mit ε = 0,8 ist 100 °C heiß, hat eine Fläche von 0,5 m² und strahlt an eine Umgebung mit 27 °C.
Aufgabe
Neben der gesamten abgestrahlten Leistung soll der Netto-Strahlungsaustausch bestimmt werden.
Verwendung
Emissionsgrad 0,8, Temperatur 100 °C, Fläche 0,5 m² und Umgebungstemperatur 27 °C eingeben.
Er verwendet das Stefan-Boltzmann-Gesetz: E_b = σ·T⁴, Q_rad = ε·σ·A·T⁴ und optional Q_net = ε·σ·A·(T⁴−T₀⁴).
Der Emissionsgrad beschreibt die Strahlungsfähigkeit einer Oberfläche und liegt zwischen 0 und 1. Für einen idealen Schwarzkörper gilt ε = 1.
Ja. Celsius- und Fahrenheit-Werte werden vor der Berechnung in absolute Temperaturen in Kelvin umgerechnet.
Mit T₀ berechnet der Rechner zusätzlich die Nettostrahlung zwischen der Oberfläche und ihrer Umgebung.
Ausgegeben werden die spezifische Schwarzkörper-Ausstrahlung E_b in W/m² und die abgestrahlte Leistung Q_rad in W. Mit T₀ erscheint zusätzlich Q_net in W.
ε = 0,8; T = 100 °C; A = 0,5 m²; T₀ = 27 °CErgebnis
Ausgegeben werden E_b = 1099,3741 W/m², Q_rad = 439,7497 W und Q_net = 255,6618 W.
Hintergrund
Die strahlende Oberfläche eines kleinen Prüfkörpers liegt in einer Größenordnung, die direkt in cm² angegeben wird.
Aufgabe
Die Wärmestrahlung soll ohne vorherige manuelle Umrechnung der Fläche berechnet werden.
Verwendung
Emissionsgrad und Temperatur eingeben, bei der Flächeneinheit cm² auswählen und die gemessene Fläche eintragen.
Flächeneinheit = cm²; Temperatur und Emissionsgrad passend zur OberflächeErgebnis
Die Fläche wird für die Berechnung in m² berücksichtigt; die Ergebnisse erscheinen als E_b in W/m² und Q_rad in W.