HesapHanem

Stefan-Boltzmann Hesaplama

Yayılan gücü bulun.

Nasıl hesaplanır?

Stefan-Boltzmann yasası, sıcak bir yüzeyin yaydığı ısı gücünü verir: P = ε × σ × A × T4. P watt (W) cinsinden yayılan güç, ε 0 ile 1 arasındaki yayma katsayısı, σ = 5,670374 × 10-8 W/(m2·K4) Stefan-Boltzmann sabiti, A metrekare cinsinden yüzey alanı, T ise kelvin cinsinden mutlak sıcaklıktır. Dördüncü kuvvet nedeniyle sıcaklık iki katına çıkınca yayılan güç 16 katına çıkar. Yayma katsayısı boş bırakılırsa ya da sıfır veya negatifse araç ideal kara cisim olan 1 değerini kullanır. Sonuç dört anlamlı basamakla bilimsel gösterimle yazılır. Alan ve sıcaklık negatif olamaz. Bu, net kayıp değil yayılan güçtür: yüzey çevresinden de ışınım alır.

Örnek hesaplama

Yayma katsayısı 0,9 olan, 500 K sıcaklıkta 2 m2'lik bir metal levha olsun. T4 = 5004 = 6,25 × 1010. σ ile çarpın: 5,670374 × 10-8 × 6,25 × 1010 ≈ kara cisim için metrekare başına 3.544 W. Alanla çarpın: 3.544 × 2 ≈ 7.088 W. Yayma katsayısını uygulayın: 7.088 × 0,9 ≈ 6.379 W; araç bunu 6,379 × 10³ W olarak gösterir.

Bu örneği dene →

Sık yapılan hatalar

  • Sıcaklığı Celsius ya da Fahrenheit girmek; kelvin olmalıdır ve dördüncü kuvvet hatayı büyütür.
  • Alanı m2 yerine cm2 yazmak; sonuç 10.000 kat küçük çıkar.
  • Yayma katsayısını 0,9 yerine 90 gibi yüzde olarak girmek.
  • Sonucu net ısı kaybı sanmak; sıcak bir odadaki yüzey de ışınım alır, net akış çevrenin sıcaklığına da bağlıdır.
  • Boş bırakılan yayma katsayısının 1 sayıldığını fark etmemek; bu, mümkün olan en yüksek gücü verir.

Bu hesaplama hakkında

Bu hesaplayıcı bir cismin yaydığı gücü Stefan-Boltzmann yasasıyla bulur: P = εσAT⁴; ε yayınım katsayısı (emisivite), σ Stefan-Boltzmann sabiti (5,67×10⁻⁸ W/m²K⁴), A yüzey alanı, T ise kelvin cinsinden mutlak sıcaklıktır. Güç, sıcaklığın dördüncü kuvvetiyle arttığı için küçük sıcaklık değişimleri bile yayılan enerjide büyük farklar yaratır.

Fizik ve mühendislik öğrencileri termodinamik ve ısı transferi derslerinde kullanır; astronomlar bir yıldızın sıcaklığı ve büyüklüğünden parlaklığını tahmin ederken, mühendisler ise fırın veya uzay aracı gibi sıcak yüzeylerden olan ısı kaybını hesaplarken aynı yasayı kullanır.

Bu faydalı oldu mu?

En fazla 3 tepki seçebilirsiniz.

Yorumlar (1)

  • Editör ekibi

    Sonuç net ısı kaybı değil, yayılan güçtür; çünkü çevre de geri ışıma yapar. Emisivitesi 1 olan 1 m² yüzey için 300 K'de araç yaklaşık 459 W, 293 K'de yaklaşık 418 W verir. İkisini de çalıştırıp çıkararak net alışverişi, yani yaklaşık 41 W'ı tahmin edebilirsiniz. Önce Celsius değerine 273,15 ekleyin. Hangi yüzeye bakıyorsunuz ve onun için hangi emisiviteyi varsayıyorsunuz?

Popüler hesaplayıcılar

Kredi Hesaplama

Aylık taksit, toplam faiz ve ödeme planını hesaplayın.

Yüzde Hesaplama

Yüzde değişim, indirim ve oran hesaplamaları.

İndirim Hesaplama

İndirimli fiyatı, kazancı ve indirim tutarını hesaplayın.

Vücut Kitle Endeksi (VKİ)

Boy ve kiloya göre vücut kitle endeksini hesaplayın.

Yaş Hesaplama

Doğum tarihinden bugüne tam yıl, ay ve gün cinsinden yaşınızı hesaplayın.

Bileşik Faiz Hesaplama

Ana para, faiz oranı ve süreye göre bileşik faizle nihai tutarı hesaplayın.

Tüm Hesaplayıcılar