1 .什么叫黑体？在热辐射理论中为什么要引入这一概念?
2 .温度均匀得空腔壁面上的小孔具有黑体辐射的特性，那么空腔内部壁面的辐射是否也是 黑体辐射？
3 .试说明，为什么在定义物体的辐射力时要加上\半球空间\及\全部波长\的说明？ E 3 4 .黑体的辐射能按波长是怎样分布的？光谱吸收力 Ebm
的单位中分母的\ \代表什么
意义? 5.黑体的辐射按空间方向是怎样分布的？定向辐射强度与空间方向无关是否意味着黑体的 辐射能在半球
空间各方向上是均匀分布的？
6 .什么叫光谱吸收比？在不同光源的照耀下，物体常呈现不同的颜色，如何解释？ 7 .对于一般物体，吸收比等于发射率在什么条件下才成立？
8，说明灰体的定义以及引入灰体的简化对工程辐射传热计算的意义. 9 .黑体的辐射具有漫射特性.如何理解从黑体模型（温度均匀的空腔器壁上的小孔）发出 的辐射能也具
有漫射特性呢？ 黑体辐射基本定律 8-电炉的电功率为 1KW，炉丝温度为 847 C，直径为1mm。电炉的效率为 0.96。
1、
试确定所需炉丝的最短长度。
4
34! dL 0.96 103
100
解: 5.67 X
得 L=3.61m
8-2、直径为1m的铝制球壳内表面维持在均匀的温度 500K，试计算置于该球壳内的一个
实验表面所得到的投入辐射。内表面发射率的大小对这一数值有否影响？
4
Eb C0 — 2
100 解：由 = 35438 W/ m
8-3、把太阳表面近似地看成是 T=5800K 的黑体，试确定太阳发出的辐射能中可光所占的 百分数。 m
解：可见光波长范围是 0.38?0.76
4
T
Eb C0 ------------ 2 100
= 64200 W/ m 可见光所占份额
Fb 2 1 Fb 0 2 Fb 0 1 44.87%
8-4、一炉膛内火焰的平均温度为 1500K，炉墙上有一着火孔。试计算当着火孔打开时从孔
m
向外辐射的功率。该辐射能中波长为2 的光谱辐射力是多少？哪种波长下的能量最多？
4
C01T0
Eb 2
解：
=287W/ m
5
C1
第八章
Eb
eC2/ T 1
9.74 1O10W/m3
12
T
= 1500K 时，m 1.93 10 m
8-5 、在一空间飞行物的外壳上有一块向阳的漫射面板。板背面可以认为是绝热的，向阳面 2 得到的太阳投入辐射 G=1300W/ m。该表面的光谱发射率为：0 0
.2。试确定当该板表面温度处于稳态时的温度值。 m之内。 为简化计算，设太
阳的辐射能均集中在 0?2 4
G T
解：由 C—— 100
得 T=463K
Eb 52
8-6、人工黑体腔上的辐射小孔是一个直径为
20mm的圆，辐射力 3.72 10W/m 一个辐射热流计置于该黑体小孔的正前方 l=0.5m，处，该热流计吸收热量的面积为 5
1.6 10 问该热流计所得到的黑体投入辐射是多少?
Eb 1.185 105W/m2
Lb
解： Ac ~2
6.10 5 4
Lb .A 37.2W r 5 3
所得投入辐射能量为37.2 X6.4 x10 = 2.38 10 W
8-7、用特定的仪器测得，一黑体炉发出的波长为 0.7 m
的辐射能（在半球范围内）为 8
3 10 W/m，试问该黑体炉工作在多高的温度下？该工况下辐射黑体炉的加热功率为多大? 4 2
辐射小孔的面积为4 10 m o
Eb
5
解：
C1 1
代入数据得：T=1214.9K C2 /
e 2 4 AC 49.4W
100 8-8、试确定一个电功率为 100W 的电灯泡发光效率。假设该灯泡的钨丝可看成是 的黑体，其几何
形状为 2mm 5mm的矩形薄片。
4
Eb C0 —
100 解: 可见光的波长范围0.38?0.76 m
则 1T 1102 m.K; 2T 2204 m.K
由表可近似取 Fboo.
38
O.。92； Fb0
10.1
o.
76
4
9
C01T0
10.19 0.094 %
在可见光范围内的能量为
0.5
；
o
2900K
10.09%
发光效率
8-9、钢制工件在炉内加热时，随着工件温度的升高，其颜色会逐渐由暗红变成白亮。假设 钢件表面可
以看成黑体，试计算在工件温度为 的可见光是温度为
900 C及1100 C时，工件所发出的辐射能中
700 C的多少倍？
4
600 m.K 时 Fb0 0；
T 800
m.K 时
Fb0 0.16 10
。
i
T 0.38 973 369.7 mK,Fb0
mK及
5
T 800 mK
0.00
700C时，T 973K，
1T 0.76 973 739.5 mK,由 T 600
1
t
之
Fb0
值线性插值
得：Fbo 1
可见光的能量为：
1
1.116 10,Fb
5
5
2 1
1.116 10 0.001116%
4
5
.
116 10
.
67 973
.
0.5672W/m2 445.7 mK,Fb0
0.00
⑵ t 900C时，T 1173K, 1T 0.38 1173
2
T 0.76 1173 891.5 mK,Fb0
11.565 10 4,Fb
4
2
1 2
1.565 10 0.01565%
00
4
，此时可见光的能量 1.565 10 5.67 11.73 16.8W/m . 所以 9C
时是 700 C 时的 16.3/0.5672=29.6 (3)t 1100C 时，T 1373K, 1T倍.
4
()
3
0.38 1373 521.74 mK, Fb0
2
0.00
1
4
T 0.76 1373 1043.48 mK, Fb。
2
5.808 10,Fb
-
67
4
1
2
—4
5.808 10
0.05808%
，此时可见光的能量为
5
.
808 10 5
13.734 117.03W/ 2
m
倍.
其上有一个面积为 0.02
所以 1100 C时是 700 C时的 117.03/0.5672=206.3
8-10、一等温空腔的内表面为漫射体，
并维持在均匀的温度。
小孔，小孔面积相对于空腔内表面积可以忽略。今测得小孔向外界辐射的能量为 确定空腔内表面的温度。 影响?
4
70W，试
如果把空腔内表面全部抛光， 而温度保持不变， 问这一小孔向外的 辐射有何
T
解:
AC。—— 100
代入数据T=498.4K
8-11、把地球作为黑体表面，把太阳看成是
知地球直径为射。
解：如图所示。地球投影面积对太阳球心的张角为:
1.29 1
T=5800 C的黑体，试估算地球表面温度。已
^m，太阳直径为1.39 109 m,两者相距1.5 1011 m。地球对太空的 辐射可视为0K黑体空间的辐
传热学第八章答案解析
