真實表面的輻射
用來計算黑體及周遭介質間輻射熱交換淨速率的史帝芬-波茲曼定律應根據真實表面加以修改。對於非黑體表面,光譜輻射強度並不會遵守蒲朗克分佈,而輻射也傾向朝特定方向放射。
適用於非黑體的修改史帝芬-波茲曼定律如下所示:
Q
radiation = e s A ( T
s
4 - T
a
4 )
其中 e 是輻射表面的輻射率,定義為在相同溫度下,表面輻射功率與黑體輻射功能的比率。材料指定的輻射率值在 0 和 1.0 之間。因此,黑體的輻射率為 1.0,而理想反射體的輻射率為 0。
輻射率為材料屬性,視表面溫度及表面平滑度而定。下表列出某些材料的輻射率值:
金屬
|
溫度 (oC)
|
輻射率
|
鋁
拋光
粗糙表面
氧化
|
50-500
20-50
200
|
0.04-0.06
0.06-0.07
0.11
|
黃銅
拋光
薄捲片
未氧化
氧化
|
200
20
25
200
|
0.03
0.06
0.035
0.61
|
青銅
拋光
|
50
|
0.1
|
碳
細絲
石墨
未氧化
|
1000-1400
0-3600
100
|
0.53
0.7-0.8
0.81
|
紅銅
塗鋁
商用
拋光
未氧化
氧化
|
100
20
50-100
100
50
|
0.26
0.07
0.02
0.02
0.6-0.7
|
玻璃
|
20-100
|
0.94-0.91
|
鑄鐵
生鏽
氧化
未氧化
|
25
200
100
|
0.65
0.64
0.21
|
鉛
氧化
未氧化
|
200
200
|
0.96
0.63
|
鎳
拋光
氧化
未氧化
|
200-400
200
25
|
0.05-0.1
0.37
0.045
|
白金
拋光
未氧化
|
200-600
25
|
0.05-0.1
0.037
|
陶瓷
|
20
|
0.92
|
石英
|
----
|
0.92
|
橡膠
粗硬
細柔
|
20
20
|
0.95
0.86
|
矽
|
----
|
0.92
|
銀
拋光
未氧化
|
200-600
100
|
0.02-0.03
0.02
|
鋼
粗糙表面
拋光
氧化
未氧化
合金
|
50
750-1050
200-600
100
500
|
0.95-0.98
0.52-0.56
0.8
0.08
0.35
|
鋅
氧化
未氧化
|
200-300
300
|
0.04-0.05
0.05
|