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Rayonnement du corps noir : spectre de puissance émissive

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Dans cours

ME-465: Advanced heat transfer

The course will deepen the fundamentals of heat transfer. Particular focus will be put on radiative and convective heat transfer, and computational approaches to solve complex, coupled heat transfer problems. ...

Description

Cette séance de cours couvre les concepts fondamentaux du rayonnement du corps noir, en mettant l'accent sur le spectre de puissance émissive et la loi de Planck. Il explique la puissance émissive spectrale hémisphérique d'un corps noir, la loi de déplacement de Wien, et les différentes approximations utilisées pour décrire le rayonnement du corps noir. L'instructeur discute de la relation entre l'émissivité, l'absorptivité et la réflectivité, ainsi que des prédictions dérivées de la théorie des ondes électromagnétiques, telles que les équations de Fresnel et la loi de Snell. La séance de cours explore également les propriétés radiatives de surface, y compris l'émissivité, l'absorptivité et la réflectivité, ainsi que leurs variations spectrales et directionnelles.

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Source officielle

Proximité ontologique

Physique

Électromagnétisme: Rayonnement électromagnétique

Concepts associés (32)

Loi de Planck

La loi de Planck définit la distribution de luminance énergétique spectrale du rayonnement thermique du corps noir à l'équilibre thermique en fonction de sa température thermodynamique. La loi est nommée d'après le physicien allemand Max Planck, qui l'a formulée en 1900. C'est un résultat précurseur de la physique moderne et de la théorie quantique. La luminance énergétique spectrale d'une surface est le flux énergétique émis par la surface par unité d'aire de la surface projetée, par unité d'angle solide, par unité spectrale (fréquence, longueur d'onde, période, nombre d'onde et leurs équivalents angulaires).

Caloduc

Caloduc, du latin calor « chaleur » et de ductus « conduite », désigne des éléments conducteurs de chaleur. Appelé heat pipe en anglais (signifiant littéralement « tuyau de chaleur »), un caloduc est destiné à transporter la chaleur grâce au principe du transfert thermique par transition de phase d'un fluide (chaleur latente). Un caloduc se présente sous la forme d’une enceinte hermétique renfermant un fluide à l'état d'équilibre liquide-vapeur, généralement en absence de tout autre gaz.

Rayonnement du corps noir

vignette|303px|Au fur et à mesure que la température diminue, le sommet de la courbe de rayonnement du corps noir se déplace à des intensités plus faibles et des longueurs d'onde plus grandes. Le diagramme de rayonnement du corps noir est comparé avec le modèle classique de Rayleigh et Jeans. vignette|303px|La couleur (chromaticité) du rayonnement du corps noir dépend de la température du corps noir. Le lieu géométrique de telles couleurs, représenté ici en espace x,y CIE XYZ, est connu sous le nom de lieu géométrique de Planck.

Transfert thermique

vignette|alt=Autour d'un feu, des mains reçoivent sa chaleur par rayonnement (sur le côté), par convection (au-dessus de ses flammes) et par conduction (à travers un ustensile en métal).|Les modes de transfert thermique ( en anglais pour « rayonnement »). Un transfert thermique, appelé plus communément chaleur, est l'un des modes d'échange d'énergie interne entre deux systèmes, l'autre étant le travail : c'est un transfert d'énergie thermique qui s'effectue hors de l'équilibre thermodynamique.

Échangeur de chaleur

Un échangeur de chaleur est un dispositif permettant de transférer de l'énergie thermique d'un fluide vers un autre sans les mélanger. Le flux thermique y traverse la surface d'échange qui sépare les fluides. L'intérêt du dispositif réside dans la séparation des deux circuits et dans l'absence d'autres échanges que la chaleur, qui maintient les caractéristiques physico-chimiques (pression, concentration en éléments chimiques...) de chaque fluide inchangées hormis leur température ou leur état.

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Séances de cours associées (64)

Propriétés radiatives des surfaces: principes fondamentaux du transfert de chaleur

Explique les concepts fondamentaux du transfert de chaleur radiatif et des propriétés de surface essentielles pour l'analyse de l'énergie.

Le bilan énergétique de la Terre : les bases du rayonnement

Explore l'équilibre énergétique de la Terre, y compris l'interaction du rayonnement solaire avec l'atmosphère et la surface, le rayonnement du corps noir et les processus atmosphériques.

Émission de rayonnement thermique

Explore l'émission de rayonnement thermique, les mécanismes de couverture, le rayonnement électromagnétique, la relation de température, la distribution spatiale et le rayonnement du corps noir.

Science du changement climatique: rayonnement

Explore l'impact du rayonnement sur le climat, couvrant le bilan énergétique de la Terre, la biosphère, la cryosphère et le cycle du carbone.

Principes de rayonnement: Comprendre les interactions atmosphériques

Présente les principes du rayonnement atmosphérique et son impact sur le changement climatique.

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Transfert thermique

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