1

المرجع الالكتروني للمعلوماتية

علم الكيمياء

تاريخ الكيمياء والعلماء المشاهير

التحاضير والتجارب الكيميائية

المخاطر والوقاية في الكيمياء

اخرى

مقالات متنوعة في علم الكيمياء

كيمياء عامة

الكيمياء التحليلية

مواضيع عامة في الكيمياء التحليلية

التحليل النوعي والكمي

التحليل الآلي (الطيفي)

طرق الفصل والتنقية

الكيمياء الحياتية

مواضيع عامة في الكيمياء الحياتية

الكاربوهيدرات

الاحماض الامينية والبروتينات

الانزيمات

الدهون

الاحماض النووية

الفيتامينات والمرافقات الانزيمية

الهرمونات

الكيمياء العضوية

مواضيع عامة في الكيمياء العضوية

الهايدروكاربونات

المركبات الوسطية وميكانيكيات التفاعلات العضوية

التشخيص العضوي

تجارب وتفاعلات في الكيمياء العضوية

الكيمياء الفيزيائية

مواضيع عامة في الكيمياء الفيزيائية

الكيمياء الحرارية

حركية التفاعلات الكيميائية

الكيمياء الكهربائية

الكيمياء اللاعضوية

مواضيع عامة في الكيمياء اللاعضوية

الجدول الدوري وخواص العناصر

نظريات التآصر الكيميائي

كيمياء العناصر الانتقالية ومركباتها المعقدة

مواضيع اخرى في الكيمياء

كيمياء النانو

الكيمياء السريرية

الكيمياء الطبية والدوائية

كيمياء الاغذية والنواتج الطبيعية

الكيمياء الجنائية

الكيمياء الصناعية

البترو كيمياويات

الكيمياء الخضراء

كيمياء البيئة

كيمياء البوليمرات

مواضيع عامة في الكيمياء الصناعية

الكيمياء الاشعاعية والنووية

علم الكيمياء : الكيمياء الفيزيائية : مواضيع عامة في الكيمياء الفيزيائية :

The Stefan-Boltzmann Law

المؤلف:  LibreTexts Project

المصدر:  ................

الجزء والصفحة:  .................

30-1-2020

2845

The Stefan-Boltzmann Law

The first quantitative conjecture based on experimental observations was the Stefan-Boltzmann Law (1879) which states the total power (i.e., integrated over all emitting frequencies in Figure 1.1) radiated from one square meter of black surface goes as the fourth power of the absolute temperature (Figure 1.3):

P=σT4(1.1.1)

where

  • P is the total amount of radiation emitted by an object per square meter (Watts m−2)
  • σis a constant called the Stefan-Boltzman constant (5.67×108 Watts m2K−4
  • T is the absolute temperature of the object (in K)  at different temperatures.

The Stefan-Boltzmann Law is easily observed by comparing the integrated value (i.e., under the curves) of the experimental black-body radiation distribution in Figure 1.1

Blackbody.png

Figure 1.1.2:
150663783495445.png

Figure 1.1:

In 1884, Boltzmann derived this T4 behavior from theory by applying classical thermodynamic reasoning to a box filled with electromagnetic radiation, using Maxwell’s equations to relate pressure to energy density. That is, the tiny amount of energy coming out of the hole (Figure 1.1.2 ) would of course have the same temperature dependence as the radiation intensity inside.

Emissive_Power.svg.png

Figure 1.3 : Graph of a function of total emitted energy of a blackbody proportional to the fourth power of its thermodynamic temperature T according to the Stefan–Boltzmann law. (CC -SA-BY 4.0; Nicoguaro).

Example 1.1 The sun’s surface temperature is 5700 K.

  1. How much power is radiated by the sun?
  2. Given that the distance to earth is about 200 sun radii, what is the maximum power possible from a one square kilometer solar energy installation?

Solution

(a) First, we calculate the area of the sun followed by the flux (power). The sun has a radius of 6.96×108m

The area of the sun is A=4πR2

A=4(3.1416)(6.96×108m)2 = 6.08×1018m2 The power radiated from the sun (via Stefan-Boltzmann Law) is P=σT4.
P=(5.67×108Wattsm2K4)(5700K)4=5.98×107Watts/m2

This value is per square meter.

(b) To calculate the total power radiated by the sun is thus:

Ptotal=PA=(5.98×107Watts/m2)(6.08×1018m2)=3.6×1026Watts

 

 

 

EN

تصفح الموقع بالشكل العمودي