黒体放射

  1 黒体放射
制御と結果
温度T/K: 1


黒体放射

  2 194 黒体放射
© K.Tachibana * , C1 Lab.

融点は1500度。 近代製鉄では、 その 温度を光の から正確に測ろうとします。 量子力学の誕生です。

ロウソクは、熱エネルギーで煤を高温にして、黒体放射で光エネルギーに エネルギー変換します。 白熱電球は、タングステンフィラメントで、電気エネルギーでを熱エネルギーに変換し、 高温のフィラメントから黒体放射で、光エネルギーに エネルギー変換します。

物体からは、熱や光となって 放射 します 1 ) 。 黒体からの放射エネルギーは、ある波長で極大があり、その極大波長は、物体の温度が高くなると短い方へずれる 2 )

色温度toRGB 黒体放射

電子軌道(オービタル)とエネルギー準位

  1 電子軌道(オービタル)とエネルギー準位
電子軌道の種類 対象 軌道の数 フェルミ準位
原子軌道(AO) s,p,d,f 原子に属する 電子の個数の半分程度
分子軌道(MO) σ、π、δ 分子に属する 原子の電子の個数の半分程度 HOMO、LUMO
バンド 固体に属する原子の数(アボガドロ数)程度 価電子帯、導電帯

放電管に 水素をわずかに入れ(ガイスラー管程度、低真空=10−3 atm(100 Pa))放電すると、 水素原子特有の光を発します。 これを分光器で分光すると、 シアン線スペクトルが観察されます。 これは、水素原子の中の電子が、とびとびのエネルギーしか許されないことを表しています。


温度

Example fillrule-evenodd - demonstrates fill-rule:evenodd 010002000300040005000600070008000900010000 絶対零度 室温 ハーバーボッシュ法 ロウソクの炎 高炉 鉄の融点 黒鉛化 タングステンの融点 太陽の表面温度 蛍光灯の電子温度
  3 🔥 🌡 温度 T/K
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熱エネルギーの示強因子です。

熱エネルギー=温度×エントロピー

温度を長さに変換するには、物質の体積膨張を使う。それが 液体封入ガラス温度計だ。

温度計を検索してみましょう。


温度計

  2 温度計
大分類 小分類 使用温度範囲
接触式 液体封入ガラス温度計
バイメタル温度計
  • 白金抵抗温度計
  • サーミスタ温度計
熱電温度計
  • B熱電対
  • R熱電対
  • K熱電対
  • T熱電対
非接触式 光高温計
放射温度計 体温

温度 は、物質の 状態や反応速度、化学平衡と関係します。 プロセス の管理指標として重要なプロセス変数です。 プラントには対数の 温度計が使われます 3 ) 4 )

p V = n R T
気体の状態方程式

温度圧力流量液位 ( 液面)、 組成 (成分、濃度) は、プロセス変量(プロセス変数)と呼ばれます 5 ) 。 プロセス変量を計測したり、目標値を設定して、 制御したりします。 PID制御などが使われます。

プロセスフローシートの記号は、次の通りです。

温度調節計
TC
温度記録計
TR

1000 FF3800
1500 FF521A
2000 FF6C35
2500 FF8750
3000 FFA16B
3500 FFBB86
4000 FFD6A1
4500 FFDEB3
5000 FFE6C6
5500 FFEED9
6000 FFF6EC
6500 FFFFFF
7000 F7FAFF
7500 EFF5FF
8000 E8F0FF
8500 E0EBFF
9000 D9E6FF
9500 D1E1FF
10000 CADDFF

熱の移動

  3  熱の移動
形態
対流 convection 自然対流、強制対流
熱放射 輻射 熱エネルギーが、光エネルギーとなって真空中でも移動します。 ステファンボルツマンの法則 Eb = σ T4
熱伝導・ 拡散 温度勾配/拡散係数 エントロピーを最大に 拡散方程式

拡散は熱移動だけでなく イオン移動や物質移動でも起こります。

熱流量q(伝熱速度)は、フーリエの法則に従い、温度差⊿tと面積Aに比例し、長さlに反比例します 6 )

q = ks A (t1-t2) l

👨‍🏫 数式の表現、量の表現

  4  エネルギーの変換
🧪 化学 電力 💪 力学 🌟 🔥
🧪 化学 化学反応 👨‍🏫
pHセンサー 7 )
二酸化炭素センサー
湿度センサー
◇ 鉄砲 ( 火薬 👨‍🏫 化学発光 👨‍🏫 燃焼 バーナー ◇ 暖炉 ◇ 燃料
電力
eV, FE
蓄電池 電解 変電、 インバータ 👨‍🏫 モーター 8 )
🔊スピーカー
◇ LED 👨‍🏫 ヒーター 電気炉
Q=I2R
💪 力学pV 高圧合成 👨‍🏫 発電機
🎤マイク
リンク、カム ◇応力発光 👨‍🏫 ヒートポンプ
🚂 エアコン 9 )
pV=nRT
🌟 hν 光合成 銀塩写真 フォトレジスト 👨‍🏫 太陽電池
イメージセンサー
◇蛍光 👨‍🏫 電子レンジ
🔥 RT, kB T ◇ 加熱合成 👨‍🏫 熱電変換 温度センサー 👨‍🏫 🚂 熱機関
pV=nRT
白熱電球
黒体放射

メモ 無機工業化学 エネルギー化学 エネルギー変換化学特論 色温度toRGB 黒体放射 https://whyitsso.net/physics/electromagnetism/to_quantum_2.html 周期表 | | 比視感度 | 水素スペクトル | 金属の結晶

参考文献


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