[PR]ネットとスマホ OCNでまとめておトク!

熱の移動には伝導・対流・放射があります。伝導と対流はわかりやすく、個別具体の計算のためにはものの形とか流体の運動とかを解いていけばいいのでちゃんとやるのはそれなりの大変さがあるとは思いますが、道筋がはっきりしています。ところが放射になると絶対温度の4乗に比例というシュテファンボルツマンの法則しか示されていないようです。放射する物体の具体的な形状とかそれを受ける側の物体の形状など個別具体の状況が含まれておらず、どうなっているんだろうと思います。あの式は太陽放射など短波放射とか地球の長波放射とか形が球形を前提にしているのでしょうか。しかし、我々の身の周りにはボールペンも机もレンガもなんでもかんでも温度をもって放射しているわけでその形状に依存した放射計算をする必要はないのかと聞きたいのですが。このような放射を考えなくてもいいのは絶対温度で考えたらすべてだいたい同じ温度だから±ゼロという近似でもいいからなのかなと思いますが、どうなのでしょうか。気象学は雲からの長波放射を考えますが、雲の形はパラメータに入ってないようです。どのレベル(精度、大きさ、時間のスケール)で考えるのか、と言うことになるかもしれませんが、放射による熱の伝達についてどのよぅな考え方になるのか教えていただきたいのですが。

  • 画像を添付する (ファイルサイズ:10MB以内、ファイル形式:JPG/GIF/PNG)
  • 今の自分の気分スタンプを選ぼう!
あと4000文字

A 回答 (3件)

素人の思い付き、の域を超えませんが。


熱が伝わる、多分この言葉で惑わされている可能性も・・・?。
伝導や対流で伝わる場合とでは明らかに伝わるメカニズムが異なることに気づきにくい?。
それと、エネルギー保存の法則、何故保存の法則なのか?。
エネルギーは状況に応じて瞬時に別の形のエネルギーに変化するからです、一つの形のエネルギーにこだわると、常に量が変動することも有るからです。
絶対温度の4乗に比例する輻射熱は全方向に輻射されます、そしてこれは熱エネルギーそのものでは有りません、熱エネルギー相当の別のエネルギーです。
雲の例では、一粒の水滴を基本と考えれば、全方向に放たれた輻射熱(相当のエネルギー)は隣の水滴に当たり、熱に変換され、その水滴の絶対温度が上昇します、それに比例した輻射熱を出して、元の温度に戻ります。
雲の形の表面になる部分からは雲の外部へ輻射熱が放出されます。
しかし、表面以外の部分ではエネルギーが輻射熱の形、実際の熱となり絶対温度を上昇させる等、エネルギーの形は代わるが、外部に放出されることのない限り、そのエネルギーの総量は不変。
雲の形の表面に該当する部分を持たないものは単にエネルギーを伝えるだけ、途中で絶対温度が高くなる所が有っても、伝えるエネルギーの量は不変。
力学の問題で大小の歯車を横一列に並べて噛み合わせ、左端の歯車1回転すると右端の歯車は何回転するか?、
必要なのは、左端の歯車と右端の歯車の歯数だけです、途中の歯車は何回転しようと、一切無関係ですね、只、回転を伝えているだけだから。
雲の形がいかに複雑でもその体積と同じ球に換算して考えることが可能では?。
一旦表面から放出されても複雑にゆがんだ同じ雲の別部分に当たれば、完全に外部に放出に該当しませんね。
これは東京の環状線の例えば、時計回りの軌道の内側の線の総延長と外側の線の総延長の差は?、L=2πr、軌道の幅は半径の差、従って2π×軌道の幅、であるのと同じ、軌道の総延長も複雑に曲がっていても、一周で有る限り代わりません、総延長が円周の円と考えることが可能です
此処までくれば、基本の単位が水滴で有る必要は有りませんね、点と言う概念だけでも成り立ちそうに思います。。
必要なのはその雲の体積と絶対温度だけと言うことになるように思います。
只、雲の体積をどうとらえるのか、空中に浮かぶ水滴を集めて水の体積としてとらえるのか・・・?、までは残念ながら知り得ません。
    • good
    • 0

ふく射伝熱は


①ステファン・ボルツマンの法則
②ランベルトの法則
などを使って、「形態係数」を計算して、面から面への伝熱を求めます。

計算には逐次法が使われたりしますが、面倒なだけなので「発散能法」が使われます。
http://bme.t.u-tokyo.ac.jp/class_info/2006/fire/ …
https://www.sit.ac.jp/user/konishi/JPN/Lecture/H …

この積分計算は、とても面倒で、簡単な形状のものしか計算できません。それでもほとんどの
積分は発狂レベルに達する。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

回答ありがとうございます。放射による熱の伝達はどこまでも正確に知ることができないということなのか、理想的なもので近似しても誤差が大きくならないことが証明できるので形状が複雑(表面がデコボコの球面とか)でも単純なもので十分近似できることが証明できるとか。複雑な形状と言ってもその複雑さを数学的に評価できないのが普通なのだろうと思いますが。

お礼日時:2019/09/17 23:46

(´・ω・`)


「点」における熱放射だから。それ。
形状や面積は別の考え方になりますよ。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

回答ありがとうございます。地球の万有引力という考え方は地球の中心に地球の全質量が集中したと考えて万有引力の式を立てると地表での重力加速度9.8が出てきます。そういう意味で熱の放射も中心の1点から出ているという解釈も成り立つのかなと思いますが。それとも本当は地球の球体内を細かく分割してそれぞれからの距離を使って万有引力の分割値を計算して足し合わせたら(体積分)あの式が出てくるのでしょうか。つまり理屈どおり細かく分割すると結局点からの放射と等価になってしまうことが示せるということですが。

お礼日時:2019/09/17 23:42

お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!

このQ&Aを見た人はこんなQ&Aも見ています


このQ&Aを見た人がよく見るQ&A

人気Q&Aランキング