Отражение: Возмём Больше Чёрного получим - Белое

[valtih1978]

Когда у нас был экономический кризис и поэтому небо было ясное, я задался вопросом: Можно ли спрятаться от солнца под абсолютно чёрным тентом? Чёрное тело должно излучение сперва поглатить, а потом переизлучить в произвольном направлении. То есть половину назад, половину - пропусит дальше. Но если поставить два тента, то пройдёт только одна треть тепла - две трети отразится. Если слоёв можно брать сколько угодно, то отразится весь падающий свет!

Это правильный просчёт? Странно что взяв большее количество чёрного вещества оно превращается в белое. Не парадоксально ли это и сколько тепла пройдёт через абсолютно отражающее зеркало? Мне сказали что если под батареей поклеить фольгой, то это ничего не изменит, но в баню почему-то под обшивку вместе с утеплителем зашивают фальгу да и термос отражающий.

[EvilPhysicist]

valtih1978 в сообщении #600512 писал(а):

То есть половину назад, половину - пропусит дальше.

Не знаю, что вы хотели сказать, но сказали не то.

valtih1978 в сообщении #600512 писал(а):

Но если поставить два тента, то пройдёт только одна треть тепла - две трети отразится. Если слоёв можно брать сколько угодно, то отразится весь падающий свет!

Вы изобрели интерферометр Фарби-Перо. Поздравляю.
Как говориться, если вам в голову пришла гинеальная идея - проверьте, нет ли её в учебниках, если есть - то вы мыслили правильно.

valtih1978 в сообщении #600512 писал(а):

Это правильный просчёт?

Для чёрных тентов - не правльный. То, что вы там изобразили называется полупрозрачное стекло.

Абсолютно чёрное тело поглащает всё излуччени падающее на него, а вот амплитуда его излучения имеет вид $ I(\omega)=I_0 e^{-\frac{\hbar\omega}{kT}} $, или как-то так, с точностью до постоянных.

valtih1978 в сообщении #600512 писал(а):

Не парадоксально ли это и сколько тепла пройдёт через абсолютно отражающее зеркало?

Через абсолютно отражающее зеркало тепла не пройдёт не сколько потому что зеркало абсолютно отражающее.

valtih1978 в сообщении #600512 писал(а):

Мне сказали что если под батареей поклеить фольгой, то это ничего не изменит, но в баню почему-то под обшивку вместе с утеплителем зашивают фальгу да и термос отражающий.

Ну если вы собрались покрывать под батареей обычной кухонной фольгой - то врят-ли чего-то изменит, потому что тепло, в условиях дома, в основном передаюьтся конвекцией. А покрытие в утеплителе это уже, так сказать, вторая линия обороны. Да и по составу оно отличается от фольги.

[Munin]

EvilPhysicist в сообщении #600527 писал(а):

Для чёрных тентов - не правльный.

Правильный. Возьмите да посчитайте.

Мне тоже показалось, что неправильный, я посчитал, и убедился.

Парадоксальным этот вывод кажется, как я понимаю, из-за того, что интуитивно кажется, что два чёрных тента должны давать тот же эффект, что и два находящихся между собой в тепловом контакте чёрных тента. Но это не так: температура нижнего тента будет меньше, так что и излучать он будет меньше. Вакуумный промежуток не равен тепловому контакту (если только вся система как целое не изолирована, чего в данном случае нет). Если это осознать, то смириться с большей эффективностью двух- и $n$-слойного покрытия не составляет труда.

[valtih1978]

Круто!

А термос зачем делают отражающий, если он вконтакте? Теплопроводность нивелирует вредное влияние конвекции? Чем термофольга отличается от "кухонной"? Зачем в неё заворачивают курицу в духовке?

[Munin]

Контакт у термоса очень небольшой. Он ограничен буквально ободком материала вокруг пробки (и иногда самой пробкой). Так что термос не идеален, но для многих бытовых и технических целей этого вполне достаточно.

[EvilPhysicist]

Munin в сообщении #600575 писал(а):

Правильный. Возьмите да посчитайте.

Мне тоже показалось, что неправильный, я посчитал, и убедился.

Что-то не очень понимаю почему это верно.
Даже бонально закон сохранения.
Упал на тент один фотон с энергией $ \hbar \omega $, тент изменил свою температуру на $k \Delta T $ и переизлучил его с энергией $ \hbar \omega' $. Так что, как мне сейчас думается, должно проходить меньше энергии.

[Alexandr007]

EvilPhysicist в сообщении #600644 писал(а):

должно проходить меньше энергии.

Тогда баланса не будет и черный слой начнет нагреваться.

[GraNiNi]

valtih1978 в сообщении #600512 писал(а):

Мне сказали что если под батареей поклеить фольгой, то это ничего не изменит,

EvilPhysicist в сообщении #600527 писал(а):

потому что тепло, в условиях дома, в основном передаюьтся конвекцией.

Неверно.
Примерно половина тепла передается излучением, фольга же хорошо отражает ИК излучение.

[Munin]

EvilPhysicist в сообщении #600644 писал(а):

Что-то не очень понимаю почему это верно.
Даже бонально закон сохранения.

Ыменно закон сохранения. Пусть чёрный тент излучает всё, что на него падает, причём поровну в обе стороны. Рисуем потоки энергии: сверху на первый тент $a,$ снизу $b,$ так что излучает он вверх и вниз $(a+b)/2.$ На нижний тент падает $(a+b)/2,$ так что излучает он вверх и вниз $(a+b)/4=b.$ На каких энергиях фотонов всё это происходит - неважно, потому что тенты чёрные :-)

[EvilPhysicist]

Alexandr007 в сообщении #600674 писал(а):

Тогда баланса не будет и черный слой начнет нагреваться.

А собственно почему он не должен нагреваться?

Munin в сообщении #600721 писал(а):

Пусть чёрный тент излучает всё, что на него падает

А почему он должен излучать всё, что на него падает?
На сколько я чего помню, излучательная способность тела описывается законом Больцмана $ P=S \sigma T^4 $. И, может я глуплю, но что-то я не понимаю, как из этого следует, что чёрное тело излучает всё, что на него попадает.

[Munin]

EvilPhysicist в сообщении #600729 писал(а):

А собственно почему он не должен нагреваться?

EvilPhysicist в сообщении #600729 писал(а):

А почему он должен излучать всё, что на него падает?

Окей, мы рассматриваем систему в состоянии установившегося равновесия. Если равновесия ещё нет, то картина сложнее, и действительно, зависит от цветов тентов, их начальных температур, и прочая, но предельная точка у неё всё равно будет одна и та же.

Ещё, я пренебрёг тепловым излучением, падающим на нижний тент снизу. Если им пренебрегать, то легко "додуматься", что стопка тентов позволяет получать сколь угодно низкую температуру, хоть до окрестности абсолютного нуля. Разумеется, на самом деле это не так, все тенты будут иметь температуру, промежуточную между "верхом" и "низом".

[EvilPhysicist]

Munin в сообщении #600740 писал(а):

Окей, мы рассматриваем систему в состоянии установившегося равновесия.

А я то думаю, что упустил.
Если в установившемсыя равновесии, то то, что тент не греется и излучает всё отраженное - очевидно.
Соответсвенно и то, что в обе стороны он излучет одинакого - тоже очевидно.

[Munin]

Да, но вот то, что два тента пропускают меньше, чем один, даже сколь угодно чёрный, уже не так очевидно :-)

[valtih1978]

EvilPhysicist в сообщении #600729 писал(а):

Alexandr007 в сообщении #600674 писал(а):

Тогда баланса не будет и черный слой начнет нагреваться.

А собственно почему он не должен нагреваться?

Munin в сообщении #600721 писал(а):

Пусть чёрный тент излучает всё, что на него падает

А почему он должен излучать всё, что на него падает?
На сколько я чего помню, излучательная способность тела описывается законом Больцмана $ P=S \sigma T^4 $. И, может я глуплю, но что-то я не понимаю, как из этого следует, что чёрное тело излучает всё, что на него попадает.

Я проще подхожу. Чёрное тело не перестанет излучать пока его температура не спадёт до нуля. Именно это показывают ваши формулы, а не то что тело "закроется" и начнёт дуться.

Накапливать оно может только временно. Лучше это делает чёрная дыра потому что степень отрицательная: чем больше фотонов вы в неё всадите, тем неохотнее она с ними будет расставаться. Но и она в конце-концов испарится.

[Alex-Yu]

valtih1978 в сообщении #600512 писал(а):

Странно что взяв большее количество чёрного вещества оно превращается в белое.

Нет, в белое не превращается. Белое переизлучает такой же спектр, какой падает, а черное -- тепловой спектр. Именно этим отличается белое от черного, а никак не общим количеством излучения.

В принципе то, что черное тело может переизлучать ВСЮ падающую энергию -- это банальность. Возьмите черный шарик облучаемый со всех сторон одинаково. В вакууме, чтобы теплопроводности не было. В установившемся режиме он будет излучать энергию, равную падающей. Просто по закону сохранения энергии. Но белым шариком от этого он не станет