Modulul 2: Soarele ca sursă de energie primară 22 Modulul 2 ...

Modulul 2: Soarele ca sursă de energie primară
Fig. 3.1 Structura simplificată a soarelui
Corpul absolut negru este un model introdus în fizică pentru a caracteriza spectrul
radiaţiei unui corp cu o temperatură constantă T. Corpul absolut negru este un corp ideal, care
are factorul de absorbţie egal cu 1, iar cel de reflecţie egal cu 0. Un astfel de model se
prezentă în figura 2. Materia din cavitatea corpului are temperatura T şi se menţine constantă.
Din toate părţile, cu excepţia unei deschizături înguste, materia este izolată. Pereţii interiori ai
cavităţii posedă un factor de reflecţie egal cu 1. Probabilitatea, că un foton care a pătruns în
interiorul cavităţii prin deschizătura îngustă să părăsească corpul, este aproape nulă. În acest
sens modelul prezentat este absolut negru (nu se vede). Totodată, materia din cavitate având
temperatura T radiază unde electromagnetice prin deschizătura menţionată. Densitatea de
putere spectrală depinde de temperatura materiei T şi lungimea de undă a radiaţiei
electromagnetice A. Legătura analitică dinte densitatea de putere, temperatură şi lungimea de
undă este dată de formula lui Plank:
2
2hc
1
2
W
, W / m m (3.1)
5 hc / kT
e 1
unde h = 6,63x10 34 W s 2 - este constanta lui Plank; k = 1,38x10- 23 - constanta lui Boltzmann;
c = 299722458 m/s - viteza luminii în vid. Expresia analitică (3.1) permite să modelăm
radiaţia solară cu o exactitate foarte bună. În figura 3. este prezentată densitatea de putere
spectrală la suprafaţa soarelui calculate în conformitate cu (3.1) pentru temperatura efectivă a
corpului absolut negru egală cu 5800 K. Temperatura efectivă se consideră o astfel de
temperatură pentru care corpul absolut negru radiază aceiaşi energie ca şi soarele.
24
40% masă
15% volum
90% energie
T=(8-40)x10 6 K
= 10 5 kg/m 3