emissiviteetistä

Emissiviteetti, eli emissivity, kuvaa aineen kykyä säteillä lämpöenergiaa suhteessa täydelliseen mustaan kappaleeseen samassa lämpötilassa. Se on adjektiivisesti ilmaistuna määrä, jonka mukaan todellinen pinta säteilee verrattuna mustaan kappaleeseen; arvo on nolla ja yksi välillä. Emissiviteetti riippuu säteilyn aallonpituudesta, lämpötilasta ja pintaominaisuuksista. Yleensä jokaiselle pinnalle määritellään ε, ja käytännössä musta kappale vastaa ε = 1, kun taas kiiltävät, hyvännäkyvät pinnat usein ovat huomattavasti pienempiä.

Emissiviteetti voi olla spektrinen (ε(λ)) ja integroitu kokonaisesiliemissiviteetti (εh tai εtot), joka ottaa huomioon koko spektrin ja hajakuorman. Monille teknisille laskelmille käytetään likimääräistä, tasaisesti käyttäytyvää emissiviteettia (harjaamalla pinta) eli ”harmaata” pintaa.

Kirchhoffin laki osoittaa, että tietyllä aallonpituudella ja lämpötilalla emissiviteetti ja absorptiviteetti ovat yhtä suuria, kun tutkittava pinta on lämpötasapainossa. Niin kutsutut ohuet tai läpinäkyvät aineet voivat kuitenkin ottaa huomioon läpäisevyyden (transmittanssi); tässä α(λ) + ρ(λ) + τ(λ) = 1, ja kokonaisemissiviteetti ε on näiden funktio.

Mittaaminen ja arvoalueet: emissiviteettia mitataan radiometrisesti, calorimetrisesti tai integraatiossa käytettävillä kammioilla sekä infrapunatekniikoilla. Pinnan ominaisuudet vaikuttavat merkittävästi: kiiltävät metallit voivat olla ε noin 0,02–0,1, kun taas hapettuneet tai maalatut pinnat voivat olla noin 0,3–0,95; keramiikat ja tummat pinnoitteet voivat olla yli 0,9.

Sovellukset ja muokkaus: emissiviteetin tunteminen on keskeistä radiatiivisessa lämmönsiirrossa, lämpötilanhallinnassa, avaruus- ja avaruusalusten lämpösuunnittelussa sekä infrapunalämpökameroissa. Emissiviteettiä voidaan muuttaa pinnoitteilla, värillä, karheusasteella ja kerroksellisilla kerroksilla, jolloin saadaan tarkoituksenmukainen radiatiivinen käyttäytyminen.