Emissiviyksiä

Emissiviyys on fysikaalinen ominaisuus, jolla kuvataan aineen kykyä säteillä lämpöenergiaa. Se määritellään suhteena mustan kappaleen säteilemään energiamäärään eli relative emission: ε = L / L_bb, jossa L on kappaleen emitted power ja L_bb on mustan kappaleen vastaava arvo samassa lämpötilassa. Emissiviyksiä voi olla sekä kokonaisille että osittaisille (spektri) säteilyille; yleisesti puhutaan spektrin emissiviyydestä ε(λ) sekä kokonaisemisiviyydestä, joka on kaikkien aallonpituuksien pila/tuotteen tulos.

Emissiviyys riippuu useista tekijöistä: aallonpituudesta (spektrin riippuvuus), lämpötilasta sekä pinnan ominaisuuksista kuten karheus, oksidikerros, märkyys ja puhtaus. Sillä on suuri merkitys radiatiivisessa lämmönsiirrossa ja termisessä tasapainossa. Kirkkautta ja väriä säätelevät pinnan optiset ominaisuudet, joiden vuoksi mattapinnan emissiviyys on usein suurempi kuin kiiltävän pinnan.

Kirkhoffin laki lämpöopista sanoo, että emissiviyys ja absorptivisyys ovat yhtä suuria samalla spektrillä ja lämpötilalla. Tämä tekee emissiviydestä kätevän arvon mittaamisen ja laskennan kannalta, koska sen avulla voidaan ennustaa sekä säteilylämmönihä että absorptiota kyseisessä materiaalissa.

Sovelluksia on monia: rakennusten lämmöneristeiden ja kalusteiden radiatiivinen ominaisuus, teollinen lämmönsiirto sekä radiatiivinen jäähdytys. Arvojen vaihtelu on suuri: metallipinnoilla emissiviykset voivat olla matalia (noin 0.02–0.3), kun taas mustan pinnan emissiviyys on lähellä 1. Spektrisesti ja lämpötilan mukaan vaihtuvat arvot ovat normaali osa suunnittelua teknisissä sovelluksissa.