Emisja promieniowania z powierzchni rzeczywistych
W przypadku powierzchni rzeczywistych, prawo Stefana-Boltzmanna dla natężenia netto wymiany ciepła przez promieniowanie pomiędzy ciałem czarnym, a otaczającym ośrodkiem należy zmodyfikować. Dla powierzchni nie będących ciałem czarnym, widmowa intensywność promieniowania nie spełnia rozkładu Plancka, a emitowane promieniowanie posiada preferowany kierunek emisji.
Zmodyfikowane prawo Stefana-Boltzmanna dla ciała różnego od ciała czarnego jest dane wzorem:
Q
prom. = e s A ( T
s
4 - T
a
4 )
gdzie e jest współczynnikiem emisji promieniującej powierzchni, definiowanym jako stosunek mocy emisyjnej powierzchni do mocy emisyjnej ciała czarnego o tej samej temperaturze. Różnym materiałom przypisywane są wartości współczynnika emisji pomiędzy 0, a 1.0. Ciał czarne posiada współczynnik emisji 1.0, a ciało doskonale odbijające ma współczynnik emisji równy 0.
Współczynnik emisji jest właściwością materiału, która zależy od temperatury powierzchni i wykończenia powierzchni. Poniższa tabela wyszczególnia wartości współczynnika emisji dla niektórych materiałów:
|
Metal
|
Temperatura (oC)
|
Współczynnik emisji
|
|
Aluminium
Połyskliwa
Chropowata powierzchnia
Oksydowany
|
50-500
20-50
200
|
0.04-0.06
0.06-0.07
0.11
|
|
Mosiądz
Połyskliwa
Zrolowany arkusz
Nieoksydowany
Oksydowany
|
200
20
25
200
|
0.03
0.06
0.035
0.61
|
|
Brąz
Połyskliwa
|
50
|
0.1
|
|
Węgiel
Włókno
Grafit
Nieoksydowany
|
1000-1400
0-3600
100
|
0.53
0.7-0.8
0.81
|
|
Miedź
Kaloryzowana
Handlowa
Połyskliwa
Nieoksydowany
Oksydowany
|
100
20
50-100
100
50
|
0.26
0.07
0.02
0.02
0.6-0.7
|
|
Szkło
|
20-100
|
0.94-0.91
|
|
Żeliwo
Zardzewiałe
Oksydowany
Nieoksydowany
|
25
200
100
|
0.65
0.64
0.21
|
|
Ołów
Oksydowany
Nieoksydowany
|
200
200
|
0.96
0.63
|
|
Nikiel
Połyskliwa
Oksydowany
Nieoksydowany
|
200-400
200
25
|
0.05-0.1
0.37
0.045
|
|
Platyna
Połyskliwa
Nieoksydowany
|
200-600
25
|
0.05-0.1
0.037
|
|
Porcelana
|
20
|
0.92
|
|
Kwarc
|
----
|
0.92
|
|
Guma
Twarda
Miękka
|
20
20
|
0.95
0.86
|
|
Krzem
|
----
|
0.92
|
|
Srebro
Połyskliwa
Nieoksydowany
|
200-600
100
|
0.02-0.03
0.02
|
|
Stal
Chropowata powierzchnia
Połyskliwa
Oksydowany
Nieoksydowany
Stopowa
|
50
750-1050
200-600
100
500
|
0.95-0.98
0.52-0.56
0.8
0.08
0.35
|
|
Cynk
Oksydowany
Nieoksydowany
|
200-300
300
|
0.04-0.05
0.05
|