Bài tập lớn VL2 Bức xạ nhiệt và ứng dụng.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN VẬT LÝ ĐỀ TÀI BỨC XẠ NHIỆT VÀ ỨNG DỤNG GVHD: Nguyễn Đình Quang – Nguyễn Hồng Giang LỚP L09 - L17, NHÓM 5: Võ Huỳnh Gia Bảo Nguyễn Lê Huy Cường Nguyễn Nhật Khang Vũ Thanh Phúc Nguyễn Phước Thịnh Tp Thủ Đức, 05/2021 i ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN VẬT LÝ ĐỀ TÀI BỨC XẠ NHIỆT VÀ ỨNG DỤNG NHÓM LỚP: L09(LT) – L17(BT) GVHD: Nguyễn Đình Quang – Nguyễn Hoàng Giang STT Họ tên MSSV Võ Huỳnh Gia Bảo 2010919 Nguyễn Lê Huy Cường 2010975 Nguyễn Nhật Khang 2011366 Vũ Thanh Phúc 1914724 Nguyễn Phước Thịnh 2012115 TÓM TẮT BÀI BÁO CÁO Ở tập lớn lần này, nhóm chúng em trình bày định nghĩa, định luật ứng dụng tượng xạ nhiệt Thông qua báo cáo này, người đọc nắm khái niệm, định nghĩa xạ nhiệt xác định tượng ngồi đời giống giải thích chúng tượng xạ nhiệt Đồng thời báo cáo diễn giải chi tiết định luật dạng công thức phát biểu chúng thành định nghĩa, ví dụ định luật Plank, Stefan – Boltzmann,… Mặt khác báo cáo trình bày tác dộng tượng đời sống người (cả mặt tốt lẫn xấu) ứng dụng tượng giúp ích cho đời sống Nội dung báo cáo trình bày mạch lạc rõ ràng theo trình tự từ sở lý thuyết đến ứng dụng giúp cho người đọc dễ tiếp cận với nội dung nhóm chúng em muốn gửi gắm i LỜI CẢM ƠN Trong suốt q trình thực báo cáo, nhóm chúng em nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ tận tình từ thầy cơ, anh chị trước bạn.Chúng em xin gửi lời tri ân chân thành đến thầy Nguyễn Đình Quang - giảng viên lớp Lý thuyết L08 thầy Nguyễn Hoàng Giang - giảng viên lớp Bài tập L13, giảng viên hướng dẫn cho đề tài lần Sự hướng dẫn thầy kim nam cho hoạt động nhóm, giúp báo cáo hồn thành tiến độ, giải vấn đề vướng mắc đồng thời phát huy tối đa mối quan hệ hỗ trợ thầy trị mơi trường giáo dục Một lần nữa, xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến cá nhân, quý thầy cô giảng viên dành chút thời gian dẫn, hỗ trợ Đây niềm tin, động lực to lớn giúp nhóm đạt kết ii MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH v CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Giới thiệu đề tài 1.2 Yêu cầu CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Khái niệm xạ nhiệt 2.2 Các định nghĩa xạ nhiệt …… 2.3 Các định luật xạ nhiệt …… 2.3.1 Định luật Plank …… 2.3.1 Định luật Stefan - Boltzmann …… 2.3.1 Định luật Kirchhoff …… 2.4 Bức xạ chất khí …… CHƯƠNG ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG BỨC XẠ NHIỆT …… 14 3.1 Lợi ích tác hại xạ nhiệt …… 14 3.1.1 Lợi ích …… 14 3.1.2 Tác hại …… 14 3.2 Ứng dụng thực tiễn…… 16 3.2.1 Nhiệt kế hồng ngoại …… 16 3.2.2 Camera nhiệt …… 17 3.2.3 Hệ thống nước nóng trung tâm …… 18 iii CHƯƠNG KẾT LUẬN …… 19 TÀI LIỆU THAM KHẢO …… 21 iv DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Sơ đồ phân bố dòng xạ Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý thành phần xạ Hình 2.3 Năng lượng trao đổi nhiệt xạ hai vật Hình 2.4 Độ suy yếu tia xạ chất khí 10 Hình 3.1 Bức xạ mặt trời Trái Đất 15 Hình 3.2 Sơ đồ hệ thống nước nóng trung tâm 18 v CHƯƠNG MỞ ĐẦU Vật lý đại cương A2 môn học vô cần thiết sinh viên đại học Bách Khoa TPHCM nói riêng sinh viên nhóm ngành Kỹ thuật – Cơng nghệ nói chung Mơn học cung cấp cho sinh viên kiến thức Vật lý, sở để học nghiên cứu ngành kỹ thuật Đồng thời, Vật lý đại cương A2 góp phần rèn luyện khả suy luận khoa học, phương pháp nghiên cứu thực nghiệm, tư logic, tác phong khoa học cần thiết kỹ sư Nội dung phần Vật lý đại cương A2 rộng, bao gồm nhiều lĩnh vực, có nhiều tượng bắt gặp thực tế Nhóm chúng em hơm tập trung vào tượng xạ nhiệt ứng dụng tượng lẽ tượng vô thú vị với ứng dụng mạnh mẽ đời sống người 1.1 Giới thiệu đề tài Đã bạn ngồi quanh đống lửa trại, bạn khơng thấy sáng, mà cịn cảm thấy ấm tỏa từ Hay tình trạng nóng lên tơ tác động mặt trời Trên thực tế vật bị nung nóng phát sáng, hay phát xạ không thấy tia hồng ngoại, tử ngoại… Vậy bạn có nghĩ xạ từ đâu mà ra, chuyện xảy xạ khơng tồn tại? Chúng ta tìm hiểu thơng qua đề tài 1.2 u cầu Trình bày chi tiết lý chọn đề tài, tổng quan đề tài nêu định nghĩa, cấu tạo, nguyên lý ứng dụng thực tế Cuối ý nghĩa thực tiễn đề tài định hướng ứng dụng lĩnh vực Mặt khác sinh viên cần đọc tìm hiểu tài liệu liên quan đến đề tài nhằm nắm rõ có định hướng viết đề tài Các nguồn tài liệu tìm internet thư viện trường đại học Bách Khoa TPHCM m - chiều dài bước sóng [m] tương ứng với khả xạ đơn sắc cực đại nhiệt độ T [°K] 2.3.2 Định luật Stefan - Boltzmann Định luật thiết lập quan hệ khả xạ bán cầu vật đen tuyệt đối phụ thuộc vào nhiệt độ: ∞ E ο = ∫ E ολ dλ tìm được: Eο = σοT [W/m²] σ0 = 5,67.10-8 [W/m² °K4]- số xạ vật đen tuyệt đối - Trong kỹ thuật, để tiện tính tốn ta dùng công thức sau:  T  E0  C0    100  [W/m²] Hằng số: C0 = 5,67 [W/m² °K4] - gọi hệ số xạ vật đen tuyệt đối - Đối với vật xám, nhiệt lượng xạ có dạng phương trình :  T  E  C.   100  [W/m²] C - hệ số xạ vật xám < C < C0 Nó thay đổi tùy theo chất, trạng thái bề mặt nhiệt độ vật nghiên cứu - Khi so sánh khả xạ vật xám vật đen tuyệt đối cúng điều kiện nhiệt độ nhau, ta dùng độ đen vật ε:  E C  E0 C0 Giá trị độ đen thay đổi từ đến (0 < ε