Излучение газов. Газы способны поглощать и излучать энергию

Газы способны поглощать и излучать энергию. Но не все газы поглощают и излучают энергию. Одноатомные и наиболее распространенные двухатомные газы (воздух, азот, кислород, водород) для тепловых лучей практически прозрачны - диатермичны. Поглощают и излучают энергию трех- и более атомные газы, при этом имеется ряд особеннос­тей поглощения и излучения.

Во-первых, газы излучают и поглощают энергию селективно, т.е. лишь в определенных интервалах длин волн, в так называемых полосах спектра, вне этих полос газы прозрачны.

Во-вторых, в отличие от твердых тел, излучение и поглощение энергии газами происходит не в поверхностном слое, а во всем объеме. При этом по мере прохождения тепловых лучей через слой газа, их энергия уменьшается. Это ослабление зависит от рода газа, температуры и числа, находящихся на пути луча молекул. Число молекул про­порционально толщине слоя газа ℓ и плотности газа (парциальному давлению Р_i).

Следовательно, поглощательная и излучательная способность га­зов зависит от температуры Т, парциального давления газа Р_i; и дли­на пути луча ℓ (толщина газового слоя):

Строго говоря, излучательная способность газов не подчиняется закону Стефана-Больцмана. По опытным данным лучеиспускательная спо­собность СО₂ и Н О, соответственно, равны:

В практических расчетах излучения газов все же используют закон Стефана-Больцмана:

где ε_г=f(T, Р_i, ℓ) - степень черноты газа находится по специальным номограммам; С₀- коэффициент излучения абсолютно черного тела. Эта формула справедлива при излучении газом энергии в пустоту (аб­солютно черное пространство).