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なんだかホカホカ物質として使えそうだ
実際光を吸収し続けると温まって発光しだすから熱対策は重要
cpuクーラーに使ってほしい
意味がよくわかりません。当然、吸収といっても、熱伝導で熱を吸い取る訳じゃないですし、表面積が大きいという意味では、対流を促すための十分な間隙が必要だと思います。
普通に考えたら、吸収と比例して放射も強いんと違うの?
百歩譲ってそれが事実だとして、熱を電磁波に変換して放熱するのが合理的と思える理由が分からない。真空中ならともかく。
普通に考えたら、それは「赤外線を99.9%以上吸収」と矛盾してるんと違うの?
> 普通に考えたら、それは「赤外線を99.9%以上吸収」と矛盾してるんと違うの?
矛盾してないんですよ。99.9%以上吸収した赤外線は普通は熱に変わります。発生した熱を熱伝導などで外に逃がせばカタログ通りの性能が出ます。逃がさないとこの物質の温度が上がり、黒体輻射という現象で(室温程度なら)赤外線を放射します。
そりゃ熱を持っている以上赤外線を放射するのはわかってますよ。熱を逃がせは放射を抑えられるってことは放射量は条件によって変わるってことで「吸収と比例して放射も強い」ではないですよね。
その放射された赤外線の結構な割合を吸収しちゃうんじゃないのかな。少なくとも表面が平らな物体よりは。結果として、放射を介したエネルギーの発散は少なく、熱伝導の割合が増える代物になるんではないかな。ヒートシンクには向かない。
魔法瓶の内張とかに使えたりしないかな?
あれ? サーモグラフィーで見るとどうなるんだ? 実際の温度より低く観測される?違うか、あれは赤外線量ではなく赤外線の波長を見てるから、観測しづらい物体になるだけか。
> 放射量は条件によって変わるってことで「吸収と比例して放射も強い」ではないですよね。
熱伝導によって逃がせる量が一定なら、熱伝導では逃がせずに放射として逃がす熱量は吸収に比例するので、そういう意味でしょう。白と黒の衣服を比較すると、白い方が温度が上がりにくいことは日常でも経験があると思います。
吸収率と放射率が等しい(キルヒホッフの法則)ことを言ってるんだと思うよ。
別ACです。赤外線云々の話題でCPUクーラーへの応用は毎度のように出てくる思い付きですね。まず物性として赤外線の吸収率と放射率は同じものです。この場合、CPUクーラー温度が周囲の物体の温度より高いので、自ら放射する量が周囲から吸収する量を上回ってくれます。吸収率(=放射率)が高くなると、放射する量も吸収する量も同じ割合で増えるので、輻射による正味の放熱量も同じ割合で増えてくれます。もし普通の黒の吸収率95%を100%にできれば、輻射による放熱量も5%向上することになります。だだし普通のCPUクーラーは、空気の流れで熱を取り除く仕掛けなので、赤外線の輻射による放熱は全放熱の数%以下です。数%の部分が数%向上しても全体としては0.1%以下の向上にしかなりません。ファンを使わない放熱フィンでも放熱の主は空気の対流です。
キルヒホッフの法則の吸収率と放射率は物体の材質などによって決まるもので、こいつは物体の形状によって光を吸収しているわけだからキルヒホッフの法則が無視しているパラメータを考慮しないといけないのでは。それに局所熱平衡状態で成り立つ法則で温度変化について語ろうとするのもおかしい。
吸収率≠放射率の物体を作れるとすると、吸収率=放射率の物体と対面して設置すれば、外部からエネルギーを与えなくても、吸収率が高い方の物体の温度が上がり、放射率の高い方の物体の温度が下がることになります。これは平衡までの一時的なものではありません。両者の間の温度差で持続的に空気の対流を起こすことも可能になってしまいます。つまり熱力学の第二法則を破ってしまうことになります。
放射率と吸収率の違いで黒く見えているなんて主張は誰もしていませんよ。吸収率とはあくまで物性であり、この素材が赤外線を吸収するのは主に形状によるものです。
ついでに本題とは外れるけど
外部からエネルギーを与えなくても、吸収率が高い方の物体の温度が上がり
上がりません。この場合の外部から「エネルギーを与えない」とはあらゆる電磁波の存在しない完全な暗闇を想定しなければいけません。仮に吸収率が放射率より高くても、吸収できるエネルギーが周囲に存在しなければ温度が上がるはずがありません。
ちょっと待って平衡状態じゃなくても放射率と吸収率が同じだと、日向に置いた物が温かくなるのも説明つかなくなるぞw
率は一緒でも絶対量が違う。例えば吸収率・放射率ともに100%とすると、吸収は受けた電磁波の100%だけど、放射のほうはその時の物体の温度に応じた黒体放射の100%に過ぎない。
日向に置いたものの例でいえば、最初は吸収のほうが多いので温度が上がるが温度の上昇とともに放射の量が大きくなり、やがて吸収と放出が釣り合って平衡状態になる。#現実(というか地球上)だと放射による放熱より、接触による伝熱や対流による放熱のほうが大きいので#吸収・放射が釣り合う平衡にはならないが。
>吸収・放射が釣り合う平衡にはならない
あ、例外は加熱炉の中とかね。中に入れた物体が雰囲気温度まで上がれば、対流による加熱・放熱や炉壁から/への加熱・放熱が起こらないから周囲からの入射と物体からの放射は釣り合うね。
どういう物質モデルや物理現象を想定した上での話なのかよく分からないな。高出力レーザーをぶち当てる場合でもその物質モデルを用いることに妥当性はある?
対象物に直接レーザーなり高周波なりバーナーフレームなりを当てることによって加熱するのではなく、耐火物で囲った炉内をヒーターやバーナーで加熱して、その炉内に対象物を入れて対象物を雰囲気温度にまで加熱する炉を想定しております。そういう炉って一般的じゃないのかな?
いや、加熱炉ピンポイントの話ではなくて、ここのコメントツリーの一連の話について聞いたのだけども。まぁいいか。では、仮定の話として、想定しているその物質に高出力レーザーを当て続けた場合、どのような放射が起きると考える?照射されているレーザーが、時間差ゼロで熱赤外線に変換されて物質から放射され続ける?もしそうだとした場合、そのような物質は原子モデルから説明がつく?
原子モデルや「変換」が何を意味するのかよくわかりませんが、おっしゃる場合だと
1)高出力レーザーの吸収と物体の温度に応じた黒体放射がそれぞれ起きる。2)吸収>放射なら温度上昇、吸収<放射なら温度低下3)吸収と放射がつりあうまで1)2)を繰り返す。
ってだけなんですが?上記にはいろいろ単純化する仮定が入ってますが。#物体内の熱伝導の影響は無視し、温度は均一(超伝導状態?)#物体の融点までは温度は上がらない#対流や熱伝導による物体と物体周囲との熱のやり取りはないものとする・・・など
どのようなエネルギー、光源の光でも同様の吸収が起きると考えているモデルということですね。分かりました。
太陽光温水器?で使えば効率アップしそう。
多分普通は太陽光温水器とは言わず、太陽熱温水器と言うと思います。それはともかく、塵やほこりで微細構造が埋まってしまっては効果が半減するでしょうし、それを防ぐためにフィルターを追加するとすると、それの反射や透過率、汚れなどにより結局大した違いは無いということになりそう。
吸熱層(今回の素材)と保護層(ガラス)に分ければ大丈夫です。現行の多くの製品(例:https://www.corona.co.jp/solar/about/ [corona.co.jp])もそうなっています。
より多くの光線を熱に変換できれば小型・高効率化が図れますね。
普通の黒色アルマイト処理でも反射率1%未満、99%以上吸収なので、効率の差が1%もないですね。
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クラックを法規制強化で止められると思ってる奴は頭がおかしい -- あるアレゲ人
熱赤外線を99.9%以上吸収 (スコア:0)
なんだかホカホカ物質として使えそうだ
Re: (スコア:0)
実際光を吸収し続けると温まって発光しだすから熱対策は重要
Re: (スコア:0)
cpuクーラーに使ってほしい
Re: (スコア:0)
意味がよくわかりません。
当然、吸収といっても、熱伝導で熱を吸い取る訳じゃないですし、
表面積が大きいという意味では、対流を促すための十分な間隙が必要だと思います。
Re: (スコア:0)
普通に考えたら、吸収と比例して放射も強いんと違うの?
Re: (スコア:0)
百歩譲ってそれが事実だとして、熱を電磁波に変換して放熱するのが合理的と思える理由が分からない。
真空中ならともかく。
Re: (スコア:0)
普通に考えたら、それは「赤外線を99.9%以上吸収」と矛盾してるんと違うの?
Re: (スコア:0)
> 普通に考えたら、それは「赤外線を99.9%以上吸収」と矛盾してるんと違うの?
矛盾してないんですよ。
99.9%以上吸収した赤外線は普通は熱に変わります。
発生した熱を熱伝導などで外に逃がせばカタログ通りの性能が出ます。
逃がさないとこの物質の温度が上がり、黒体輻射という現象で
(室温程度なら)赤外線を放射します。
Re: (スコア:0)
そりゃ熱を持っている以上赤外線を放射するのはわかってますよ。
熱を逃がせは放射を抑えられるってことは放射量は条件によって変わるってことで「吸収と比例して放射も強い」ではないですよね。
Re: (スコア:0)
その放射された赤外線の結構な割合を吸収しちゃうんじゃないのかな。少なくとも表面が平らな物体よりは。
結果として、放射を介したエネルギーの発散は少なく、熱伝導の割合が増える代物になるんではないかな。ヒートシンクには向かない。
魔法瓶の内張とかに使えたりしないかな?
あれ? サーモグラフィーで見るとどうなるんだ? 実際の温度より低く観測される?
違うか、あれは赤外線量ではなく赤外線の波長を見てるから、観測しづらい物体になるだけか。
Re: (スコア:0)
> 放射量は条件によって変わるってことで「吸収と比例して放射も強い」ではないですよね。
熱伝導によって逃がせる量が一定なら、熱伝導では逃がせずに放射として逃がす熱量は
吸収に比例するので、そういう意味でしょう。
白と黒の衣服を比較すると、白い方が温度が上がりにくいことは日常でも経験があると思います。
Re: (スコア:0)
吸収率と放射率が等しい(キルヒホッフの法則)ことを言ってるんだと思うよ。
Re: (スコア:0)
別ACです。赤外線云々の話題でCPUクーラーへの応用は毎度のように出てくる思い付きですね。
まず物性として赤外線の吸収率と放射率は同じものです。
この場合、CPUクーラー温度が周囲の物体の温度より高いので、自ら放射する量が周囲から吸収する量を上回ってくれます。
吸収率(=放射率)が高くなると、放射する量も吸収する量も同じ割合で増えるので、輻射による正味の放熱量も同じ割合で増えてくれます。もし普通の黒の吸収率95%を100%にできれば、輻射による放熱量も5%向上することになります。
だだし普通のCPUクーラーは、空気の流れで熱を取り除く仕掛けなので、赤外線の輻射による放熱は全放熱の数%以下です。数%の部分が数%向上しても全体としては0.1%以下の向上にしかなりません。
ファンを使わない放熱フィンでも放熱の主は空気の対流です。
Re: (スコア:0)
キルヒホッフの法則の吸収率と放射率は物体の材質などによって決まるもので、こいつは物体の形状によって光を吸収しているわけだからキルヒホッフの法則が無視しているパラメータを考慮しないといけないのでは。
それに局所熱平衡状態で成り立つ法則で温度変化について語ろうとするのもおかしい。
Re: (スコア:0)
吸収率≠放射率の物体を作れるとすると、吸収率=放射率の物体と対面して設置すれば、外部からエネルギーを与えなくても、吸収率が高い方の物体の温度が上がり、放射率の高い方の物体の温度が下がることになります。これは平衡までの一時的なものではありません。両者の間の温度差で持続的に空気の対流を起こすことも可能になってしまいます。
つまり熱力学の第二法則を破ってしまうことになります。
Re: (スコア:0)
放射率と吸収率の違いで黒く見えているなんて主張は誰もしていませんよ。
吸収率とはあくまで物性であり、この素材が赤外線を吸収するのは主に形状によるものです。
ついでに本題とは外れるけど
外部からエネルギーを与えなくても、吸収率が高い方の物体の温度が上がり
上がりません。この場合の外部から「エネルギーを与えない」とはあらゆる電磁波の存在しない完全な暗闇を想定しなければいけません。
仮に吸収率が放射率より高くても、吸収できるエネルギーが周囲に存在しなければ温度が上がるはずがありません。
Re: (スコア:0)
ちょっと待って
平衡状態じゃなくても放射率と吸収率が同じだと、日向に置いた物が温かくなるのも説明つかなくなるぞw
Re: (スコア:0)
率は一緒でも絶対量が違う。
例えば吸収率・放射率ともに100%とすると、吸収は受けた電磁波の100%だけど、
放射のほうはその時の物体の温度に応じた黒体放射の100%に過ぎない。
日向に置いたものの例でいえば、最初は吸収のほうが多いので温度が上がるが
温度の上昇とともに放射の量が大きくなり、やがて吸収と放出が釣り合って
平衡状態になる。
#現実(というか地球上)だと放射による放熱より、接触による伝熱や対流による放熱のほうが大きいので
#吸収・放射が釣り合う平衡にはならないが。
Re: (スコア:0)
>吸収・放射が釣り合う平衡にはならない
あ、例外は加熱炉の中とかね。
中に入れた物体が雰囲気温度まで上がれば、対流による加熱・放熱や炉壁から/への加熱・放熱が起こらないから
周囲からの入射と物体からの放射は釣り合うね。
Re: (スコア:0)
どういう物質モデルや物理現象を想定した上での話なのかよく分からないな。
高出力レーザーをぶち当てる場合でもその物質モデルを用いることに妥当性はある?
Re: (スコア:0)
対象物に直接レーザーなり高周波なりバーナーフレームなりを当てることによって加熱するのではなく、
耐火物で囲った炉内をヒーターやバーナーで加熱して、その炉内に対象物を入れて対象物を雰囲気温度にまで加熱する炉を
想定しております。
そういう炉って一般的じゃないのかな?
Re: (スコア:0)
いや、加熱炉ピンポイントの話ではなくて、ここのコメントツリーの一連の話について聞いたのだけども。
まぁいいか。では、仮定の話として、
想定しているその物質に高出力レーザーを当て続けた場合、どのような放射が起きると考える?
照射されているレーザーが、時間差ゼロで熱赤外線に変換されて物質から放射され続ける?
もしそうだとした場合、そのような物質は原子モデルから説明がつく?
Re: (スコア:0)
原子モデルや「変換」が何を意味するのかよくわかりませんが、おっしゃる場合だと
1)高出力レーザーの吸収と物体の温度に応じた黒体放射がそれぞれ起きる。
2)吸収>放射なら温度上昇、吸収<放射なら温度低下
3)吸収と放射がつりあうまで1)2)を繰り返す。
ってだけなんですが?
上記にはいろいろ単純化する仮定が入ってますが。
#物体内の熱伝導の影響は無視し、温度は均一(超伝導状態?)
#物体の融点までは温度は上がらない
#対流や熱伝導による物体と物体周囲との熱のやり取りはないものとする・・・など
Re: (スコア:0)
どのようなエネルギー、光源の光でも同様の吸収が起きると考えているモデルということですね。分かりました。
Re: (スコア:0)
太陽光温水器?で使えば効率アップしそう。
Re: (スコア:0)
多分普通は太陽光温水器とは言わず、太陽熱温水器と言うと思います。
それはともかく、塵やほこりで微細構造が埋まってしまっては効果が半減するでしょうし、
それを防ぐためにフィルターを追加するとすると、それの反射や透過率、汚れなどにより
結局大した違いは無いということになりそう。
Re: (スコア:0)
吸熱層(今回の素材)と保護層(ガラス)に分ければ大丈夫です。
現行の多くの製品(例:https://www.corona.co.jp/solar/about/ [corona.co.jp])もそうなっています。
より多くの光線を熱に変換できれば小型・高効率化が図れますね。
Re: (スコア:0)
普通の黒色アルマイト処理でも反射率1%未満、99%以上吸収なので、効率の差が1%もないですね。