Emission de radiations depuis des surfaces réelles
La loi de Stefan-Boltzmann pour le taux net de l'échange thermique par radiation entre un corps noir et un milieu environnant doit être modifiée pour les surfaces réelles. Pour les surfaces qui ne sont pas des corps noirs, l'intensité des radiations spectrales ne respecte pas la distribution de Planck et les radiations émises ont une direction d'émission préférée.
La loi modifiée de Stefan-Boltzmann pour les non corps noirs est obtenue par :
Q
radiation = e s A ( T
s
4 - T
a
4 )
avec e représentant l'émissivité de la surface rayonnante définie comme étant le rapport du pouvoir émissif de la surface au pouvoir émissif d'un corps noir à la même température. Une valeur d'émissivité entre 0 et 1,0 est affectée aux matériaux. Un corps noir a, par conséquent, une émissivité de 1,0 et un réflecteur parfait en a une de 0.
L'émissivité est une propriété matérielle dépendant de la température de la surface et de la finition de la surface. Le tableau suivant répertorie les valeurs d'émissivité pour certains matériaux :
|
Métal
|
Température (oC)
|
Emissivité
|
|
Aluminium
Poli
Surface rugueuse
Oxydé
|
50-500
20-50
200
|
0.04-0.06
0.06-0.07
0.11
|
|
Laiton
Poli
Tôle laminée
Non oxydé
Oxydé
|
200
20
25
200
|
0.03
0.06
0.035
0.61
|
|
Bronze
Poli
|
50
|
0.1
|
|
Carbone
Filament
Graphite
Non oxydé
|
1000-1400
0-3600
100
|
0.53
0.7-0.8
0.81
|
|
Cuivre
Calorisé
Commercial
Poli
Non oxydé
Oxydé
|
100
20
50-100
100
50
|
0.26
0.07
0.02
0.02
0.6-0.7
|
|
Verre
|
20-100
|
0.94-0.91
|
|
Fer forgé
Rouillé
Oxydé
Non oxydé
|
25
200
100
|
0.65
0.64
0.21
|
|
Plomb
Oxydé
Non oxydé
|
200
200
|
0.96
0.63
|
|
Nickel
Poli
Oxydé
Non oxydé
|
200-400
200
25
|
0.05-0.1
0.37
0.045
|
|
Platine
Poli
Non oxydé
|
200-600
25
|
0.05-0.1
0.037
|
|
Porcelaine
|
20
|
0.92
|
|
Quartz
|
----
|
0.92
|
|
Caoutchouc
Dure
Douce
|
20
20
|
0.95
0.86
|
|
Silicium
|
----
|
0.92
|
|
Argent
Poli
Non oxydé
|
200-600
100
|
0.02-0.03
0.02
|
|
Acier
Surface rugueuse
Poli
Oxydé
Non oxydé
Alliage
|
50
750-1050
200-600
100
500
|
0.95-0.98
0.52-0.56
0.8
0.08
0.35
|
|
Zinc
Oxydé
Non oxydé
|
200-300
300
|
0.04-0.05
0.05
|