1.热辐射

物体通过电磁波来传递能量的方式称为辐射。物体会因各种原因发出辐射能，其中因热的原因发出辐射能的现象称为热辐射。

自然界中的任何物体只要温度高于0K，就会向周围空间发出热辐射能，同时，又不断地吸收其他物体发出的热辐射。物体辐射与吸收过程的综合结果产生了物体间通过热辐射而进行的热量传递称为辐射换热。

导热和对流换热只在有物质存在的条件下才能实现，而热辐射可以在真空中传递。

图1-30　物体对热辐射的吸收、反射和透射

2.热辐射的吸收、反射和穿透

当热辐射的能量投射到物体表面上时，和可见光一样，也发生吸收、反射和穿透。如图1-30所示，外界投射到物体表面上的总能量为G，被物体吸收部分为Gα，被物体反射部分为Gρ，其余部分Gτ穿透物体。根据能量守恒定律得

式中 α——吸收比，α＝；

ρ——反射比，ρ＝；

τ——穿透比，τ＝。

对于一般固体和液体，式（1-50）可简化为

由此可见，就固体和液体而言，吸收能力大的物体其反射能力就小。相反，吸收能力小的物体其反射能力就大。

对于气体，式（1-50）可简化为

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显然，透射性好的气体吸收能力小，吸收比小；而透射性差的吸收比大。

自然界中各种物体的吸收比、反射比和穿透比相差很大。为方便起见，从理想物体入手进行研究，然后再把实际物体与理想物体比较。将吸收比α＝1的物体称为黑体；将反射比ρ＝1的物体称为镜体（当为漫反射时称为白体）；将穿透比τ＝1的物体称为透明体。这些物体都是假想的理想物体，自然界中并不存在。

3.热辐射的基本定律

实验表明，物体的辐射能力与温度有关，同一温度下不同物体的辐射与吸收本领也不大一样。黑体的辐射与吸收能力在同温度的物体中最大。

黑体在单位时间内发出的热辐射热量由斯蒂芬—玻尔兹曼定律表示为

式中 t——黑体表面温度，K；

A——黑体的辐射面积，m2；

σb——黑体辐射常数，σb＝5.67×10－8 W/（m2·K4）。

一切实际物体的辐射能力都小于同温度下的黑体。实际物体的辐射能力与同温度下黑体辐射能力的比值称为黑度，用ε表示，其值总是小于1。实际物体的辐射热流量的计算可以用斯蒂芬—玻尔兹曼定律的经验修正式，即

图1-31　辐射换热图示

4.两物体间的辐射换热

在辐射换热中，距离很近的两平行平板间的换热是最简单的情况。图1-31表示为面积相同、平行放置的两黑体平表面，其间介质没有辐射和吸收能力，当两表面间距离很小时，任意表面辐射的能量可以认为全部落在另一个表面上，并被全部吸收。若表面1的温度为tW1，表面2的温度为tW2，且tW1＞tW2，则