有关月面立方体温度的计算的补充:计算忽略了什么因素?

有关月面立方体温度的计算的补充:计算忽略了什么因素?

我们依据的公式:

辐射能量 = 吸收能量
辐射能量 = 吸收太阳的直射能量 + 吸收太阳经月面的反射能量 + 吸收月面的辐射能量

不要忘了我们计算算温度之前的共识,也就是假设条件:
1)绝对黑体
2)不考虑地球,月球的反射能量
3)物体等温,换句话说,物体内部热传导不需要时间。

随着讨论的深入,第二条假设已经不存在了。第三条由于我们用的是铝这种热的良导体,这种假
设是很合理的,近似程度也是足够高的。

可以讨论的是绝对黑体的假设。这个就要多说两句了。

实际物体和绝对黑体的差别之一,就是同样温度下,实际物体经表面对外界的辐射能量要小于绝
对黑体,两者之比称为发散系数(Emissivity)ε。显然,对绝对黑体,发散系数ε为1。

实际物体和绝对黑体的另一个差别,就是在同样的外界辐射下,实际物体经表面吸收外界的辐射
能量要小于绝对黑体,两者之比称为吸收系数(Absorptivity)α。显然,对绝对黑体,吸收系数
α为1。

这样,我们上述的计算等式,左边应该乘上ε,右边所有三项都应该乘上α。为什么我故意忽略
了?这是因为作为相机表面的sand-blasted处理过的铝,这两个系数相同,都是0.20。

其实我的计算还有一些假设条件,只是这些条件实在太近似了,实际上不值得考虑。比如:
1)计算中假设深空温度是绝对零度,实际上这个温度是2.7K。
2)月面向外辐射,是按绝对黑体计算的。实际上月面的发散系数ε,等于0.95,很接近1,就
是说很接近绝对黑体的情形,如果一定要考虑这一点,那么上面公式右边的第三项,要乘上0.95。

最后我还要重新帖一下一开始的那张,没有引起大家足够重视的,来自欧空局的表。可以看出,
一个在地球轨道的物体,受阳光照射,表面涂料的不同,其平衡之后的温度可以有多么大的不同。
实际上,物体的温度取决于吸收系数与发散系数之比,即α/ε。表里的温度,都是根据α/ε的
值而升降的。理解起来很简单,吸热多散热少,温度就高;吸热少散热多,温度就低。这个温度
可以很低,低过你的直观想象。

 

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 -TBz

所有跟帖: 

对,基本赞同~你的稻草就是那根欧空局的表,有没有那位大拿能找到旁证? -qiasini- 给 qiasini 发送悄悄话 (370 bytes) () 11/22/2011 postreply 23:11:16

我的计算和积分都是基于你所说的漫辐射面的情形。、 -TBz- 给 TBz 发送悄悄话 TBz 的博客首页 (93 bytes) () 11/22/2011 postreply 23:40:49

你的积分元里要去掉辐射源SIN衰减项,才是漫辐射~你用的是LAMBERT LAW,不是漫辐射~ -qiasini- 给 qiasini 发送悄悄话 (0 bytes) () 11/23/2011 postreply 00:22:05

Lambert定律也称为余弦定律。这个余弦,就是我积分里的SIN衰减项 -TBz- 给 TBz 发送悄悄话 TBz 的博客首页 (190 bytes) () 11/23/2011 postreply 00:42:40

你对照看一下你资料里的图:漫辐射(资料里有粘土的例子)是空间近似各向同性,不论垂直否~ -qiasini- 给 qiasini 发送悄悄话 (46 bytes) () 11/23/2011 postreply 00:46:15

回复:你对照看一下你资料里的图:漫辐射(资料里有粘土的例子)是空间近似各向同性,不论垂直否~ -TBz- 给 TBz 发送悄悄话 TBz 的博客首页 (117 bytes) () 11/23/2011 postreply 01:01:43

仔细重看了遍资料,你说的是对的,不能没有SIN率减项~ -qiasini- 给 qiasini 发送悄悄话 (55 bytes) () 11/23/2011 postreply 09:48:42

俺举个简单例子,老J地球上的家里就能做实验验证: -qiasini- 给 qiasini 发送悄悄话 (207 bytes) () 11/23/2011 postreply 10:18:05

假设还是错了,试验结果无意义。 -TBz- 给 TBz 发送悄悄话 TBz 的博客首页 (350 bytes) () 11/23/2011 postreply 10:24:37

合子内部你放脑白金都没事~把热水瓶内胆起看做一个独立系统~ -qiasini- 给 qiasini 发送悄悄话 (47 bytes) () 11/23/2011 postreply 10:33:18

问你一个问题,实际物体和绝对黑体在月面同样条件下,那个温度高? -iwbb- 给 iwbb 发送悄悄话 iwbb 的博客首页 (0 bytes) () 11/23/2011 postreply 05:26:55

我感觉我这个帖子白写了 -TBz- 给 TBz 发送悄悄话 TBz 的博客首页 (462 bytes) () 11/23/2011 postreply 08:23:51

因为你太辩证法,不是形而上学!哪个高?哪个低?不能写两三个字吗? -iwbb- 给 iwbb 发送悄悄话 iwbb 的博客首页 (203 bytes) () 11/23/2011 postreply 08:34:43

我已经说到这种程度了,这么简单的推算,难道你自己不会? -TBz- 给 TBz 发送悄悄话 TBz 的博客首页 (0 bytes) () 11/23/2011 postreply 09:20:59

还真不会! -iwbb- 给 iwbb 发送悄悄话 iwbb 的博客首页 (0 bytes) () 11/23/2011 postreply 10:04:49

算了算了,我还是直接告诉你吧 -TBz- 给 TBz 发送悄悄话 TBz 的博客首页 (1911 bytes) () 11/23/2011 postreply 09:46:14

谢!交流是有用滴,也好滴!那宇航服呢?应该比绝对黑体低吧? -iwbb- 给 iwbb 发送悄悄话 iwbb 的博客首页 (0 bytes) () 11/23/2011 postreply 10:03:51

有关宇航服 -TBz- 给 TBz 发送悄悄话 TBz 的博客首页 (158 bytes) () 11/23/2011 postreply 11:58:49

明白!但是算了绝对黑体就对环境有个概念,比如说宇航服的空调和取暖功率需要 -iwbb- 给 iwbb 发送悄悄话 iwbb 的博客首页 (0 bytes) () 11/23/2011 postreply 13:24:28

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