熱輻射〈Thermal Radiation〉與熱的交換

熱輻射（Thermal Radiation）與熱的交換
國立彰化高級中學姜志忠教師//國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

熱輻射在熱力學中是個重要的概念，因為高溫物體將輻射出較多的熱，物體間部分的熱交換便可以透過熱輻射進行（其他形式為傳導與對流）。

物體進行熱交換的互動情形，可以下列式子描繪其特性
α+ρ+τ=1
α、ρ、τ分別表示影響熱交換過程中，與光譜有關的吸收因子、反射因子與穿透因子，且相關因子都與光的波長有關。表示物體吸收外來的熱量後，最終吸收的熱量受到反射與穿透能量多寡的影響。在熱平衡狀態下，吸收率等於放射率，當物體放射率（吸收率）為1時，稱之為黑體。

在室溫下，物體將因為熱輻射損失相當的能量。雖然物體因為紅外線輻射損失熱量，也會吸收周遭物體的熱。例如人體表面積約2平方公尺，體溫約絕對溫度307度，依照史蒂芬-波茲曼定律，每秒將損失1000焦耳的輻射熱。若室內溫度為296k，人體將可從牆壁、天花板與其他物體得到900瓦的熱量，淨損失為100瓦（1000-900）；但衣物將會使得熱損失更少。

輻射能力受到顏色的影響。當物體反射絕大多數可見光時，呈現白色；但白色對於 紅外線未必具有與可見光相同的反射（或輻射）能力。有些電器必須是良好的熱輻射體，藉此散熱，但仍然漆成白色，就是這個道理。丙烯酸與氨基鉀酸酯即使漆成 白色，在室溫下，其放射率仍有黑體的93%，這表示黑體與顏色未比有絕對的關連，黑體不一定永遠是黑色。

資料來源：
Thermal radiation. http://en.wikipedia.org/wiki/Thermal_radiation