18-02-2024 - Physics - Black body [EN]-[IT]

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ENGLISH
18-02-2024 - Physics - Black body [EN]-[IT]

Basic concepts
Among the basic concepts of thermodynamics we must mention the T-S graph, or the temperature - entropy graph.
The entropy S is on the abscissae, while the temperature T is on the ordinate.
In the T-S graph an isothermal transformation will be a straight line parallel to the abscissas.
In the T-S graph an adiabatic transformation will be a line perpendicular to the abscissas. In an adiabatic transformation the entropy is constant.
In the T-S graph the isochoric curve has a higher tangent than the isobaric one.

Black body
In the context of physics, the black body is an ideal object that absorbs all incident electromagnetic radiation and does not reflect it.
We can say the following that by absorbing all the incident energy the black body re-radiates all the absorbed energy, but this is a physical idealization. in fact there are no bodies that perfectly satisfy this characteristic.
We can give a more complete definition of the black body.
The black body is an ideal body that absorbs all the radiant thermal energy incident on it, whatever the spectral distribution of the incident radiation. The black body is therefore the perfect absorber.
For the absorbent properties of real bodies, the black body is seen as a reference sample as it is a perfect absorber. Furthermore, the black body is also a perfect emitter.
The emissive power of the black body, at the same temperature and wavelength, is always greater than the emissive power of any other body with the same temperature and at the same wavelength.

The hemispherical monochromatic emissive power of the black body is as follows.

By analyzing the behavior of a light bulb filament by assimilating it to the black body, it is clear that the percentage that the light bulb converts into visible light is 14%, the rest is
returned in the form of heat.

In the graph below, where we have the wavelength on the abscissae, we see that the maxima move to the left as the temperature increases, i.e. towards shorter wavelengths.

Conclusions
In conclusion, the ideal black body absorbs all the radiant thermal energy incident on it, whatever the spectral and spatial distribution of the incident radiation. The black body is considered the perfect absorber.

Request
If you were to buy a car, would you buy it in black, since black will absorb all the radiant heat energy possible in summer?

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18-02-2024 - Fisica - Corpo nero [EN]-[IT]

Concetti base
Tra i concetti base della termodinamica dobbiamo menzionare il grafico T-S, ovvero il grafico temperatura - entropia.
L'entropia S è sulle ascisse, mentre la temperatura T è sulle ordinate.
Nel grafico T-S una trasformazione isoterma sarà una retta parallela alle ascisse.
Nel grafico T-S una trasformazione adiabatica sarà una retta perpendicolare alle ascisse. In una trasformazione adiabatica l'entropia è costante.
Nel grafico T-S la curva isocora ha tangente più elevata rispetto a quella isobara.

Corpo nero
Nell’ambito della fisica, il corpo nero è un oggetto ideale che assorbe tutta la radiazione elettromagnetica incidente e non la riflette.
Possiamo dire quanto segue che assorbendo tutta l'energia incidente il corpo nero re-irradia tutta l'energia assorbita, ma si tratta di una idealizzazione fisica. infatti non esistono corpi che soddisfano perfettamente questa caratteristica.
Possiamo dare una definizione più completa del corpo nero.
Il corpo nero è un corpo ideale che assorbe tutta l’energia termica raggiante incidente su di esso, quale che sia la distribuzione spettrale della radiazione incidente. Il corpo nero è pertanto l’assorbitore perfetto.
Per le proprietà assorbenti dei corpi reali, il corpo nero viene visto come un campione di riferimento in quanto assorbitore perfetto. Inoltre il corpo nero è anche un emittitore perfetto.
Il potere emissivo del corpo nero, a parità di temperatura e di lunghezza d’onda, è sempre maggiore del potere emissivo di qualsiasi altro corpo con la stessa temperatura e a parità di lunghezza d’onda.

Il potere emissivo monocromatico emisferico del corpo nero risulta come segue.

Analizzando il comportamento di un filamento di lampadina assimilandolo al corpo nero, si evince che la percentuale che la lampadina converte in luce visible è del 14%, il resto viene
restituito sotto forma di calore.

Nel grafico qui sotto riportato, dove abbiamo sulle ascisse la lunghezza d’onda, vediamo che i massimi si spostano verso sinistra all’aumentare della temperatura, cioè verso lunghezze d’onda minori.

Conclusioni
In conclusione il corpo nero ideale assorbe tutta l'energia termica raggiante incidente su di esso, quale che sia la distribuzione spettrale e spaziale della radiazione incidente. Il corpo nere è ritenuto l'assorbitore perfetto.

Domanda
Se doveste acquistare un'autovettura, la comprereste di colore nero, visto che il nero d'estate assorbirà tutta l'energia termica raggiante possibile?

THE END