emissiviteettien

Emissiviteetit (ε) kuvaavat kappaleen kykyä säteillä lämpöenergiaa suhteessa mustan kappaleen säteilyyn samalla lämpötilalla. Arvo on dimensionless ja 0 ≤ ε ≤ 1. Emissiviteetti voi olla spektrinen, ε(λ), joka riippuu aallonpituudesta sekä suunnasta, ja kokonaishemispherical emissivity ε̄, joka kuvaa kaikkien suuntien ja kaikkien aallonpituuksien keskiarvoa. Musta kappale on ideaalissa tapauksessa ε = 1 kaikilla λ ja suunnilla, kun todellisilla aineilla ε on tyypillisesti alle 1.

Kirchhoffin laki toteaa, että tietyllä λ:lla ja suunnalla emissiviteetti ε(λ, θ) on yhtä suuri kuin absorptiviteetti α(λ, θ) termodynaamisessa tasapainotilassa. Opaaleille kappaleille ε = 1 − ρ − τ, missä ρ on heijastus ja τ on läpäisyn osuus. Usein τ on käytännössä nolla, jolloin ε ≈ 1 − ρ.

Mittaus ja määrittäminen: Emissiviteetti voidaan määrittää kalorimetrisillä menetelmillä vertaamalla säteilevää tehoa mustan kappaleen tehoon, tai käyttämällä heijastusmittauksia ja integraattoripalloja ρ(λ). Spektrin emissiviteetti arvioidaan FTIR- tai vastaavilla spektrimittauksilla.

Esimerkkejä arvoista: kiiltävät, metallit ovat usein matalia emissiviteetteja (≈0.02–0.3), tummat pinnat ja maalit voivat olla ≈0.8–0.95. Emissiviteetit ovat keskeisiä muun muassa lämpötilan hallinnassa, rakennus- ja autoteollisuuden lämmöneristyksessä sekä lämpösäteilyn mittauksissa.