paradoja de termodinámica de la radiación

Question

Esta pregunta tiene que ver con una paradoja de la termodinámica para que irradian los cuerpos y de la radiación en una cavidad de una forma específica.

Considerar anidada dos conchas que son de simetría axial, elipsoides con los mismos dos focos, a y B, como se muestra en la figura (línea AB es el eje de simetría). Cortar el sistema a lo largo del plano vertical de simetría y quitar el lado derecho de la carcasa exterior, y quitar la mitad izquierda de la carcasa interior. A continuación, conecte las dos mitades con superficie vertical, como se muestra en la figura, para hacer de él un continuo recinto. El resultado es una figura de la rotación de la muestra por la gruesa línea negra en la figura.

Luego, realice el interior de la superficie de un espejo perfecto. La propiedad de dicha cavidad es que cada uno de los rayos emitidos desde el punto B llega al punto a; pero no cada uno de los rayos emitidos desde el punto a llegue al punto B - algunos rayos emitidos por Un (mostrado en azul) volver a la A.

Ahora, poner dos pequeños cuerpos negros (es decir, dos esferas de radio) en los puntos a y B. equilibrio Termodinámico requiere que con el tiempo las temperaturas de las dos esferas se equilibre. Sin embargo, de acuerdo a las propiedades geométricas de esta cavidad, toda la energía emitida desde B llega a Una, pero sólo una fracción de la energía emitida desde Una viene con B, por lo que la igualdad de temperaturas no es consistente con el equilibrio de la emisión y la potencia absorbida. Cómo resolver esta paradoja?

Answer 1

Resolución de la paradoja elipsoidal en termodinámica:

el tamaño finito de los cuerpos negros conducen a una resolución de la paradoja aparente

Answer 2

Paradojas surgir si una mezcla de dos sistemas de referencia. Creo que hay algo de confusión entre la óptica geométrica y la termodinámica. Es cierto que si uno sigue los rayos y uno podía contar con ellos ( que son infinitos) que la declaración es correcta geometría.

Pero la energía no es llevado por los rayos,es llevada por los fotones, que interactúan con la materia en a y B pueden incluso cambiar de frecuencia de energía.

Óptica geométrica no puede dar lugar a la termodinámica. Termodinámico ecuaciones surgen a partir de la mecánica estadística, la estadística de muchas partículas . Partícula significa una (x,y,z,t) ubicación y un (p_x,p_y,p_z,E). Los rayos no son un grupo que puede dar lugar a cantidades termodinámicas porque no tienen estos atributos. Por lo tanto, de ninguna manera un conjunto de rayos (infinito en concepto) puede dar un número para una temperatura.

Geométricas rayos son modelos útiles para la radiación electromagnética, pero no son las partículas.

Los fotones son las partículas de la luz y su comportamiento es bien descrito por el caso de la mecánica estadística.

En este caso se puede tomar un largo tiempo para alcanzar el equilibrio de un conjunto.

Creo que de un gas ideal en esta configuración, las moléculas rebotando en las paredes completamente elásticamente. Se sigue que de costumbre termodinámica ecuaciones y tiene una temperatura definida, la misma para ambas cavidades, incluso si eran diferentes a las inicialmente y la separación fue eliminado. El equilibrio se alcanzará.

Es similar con los fotones, las partículas de luz. Así que hay un fotón "gas" generado por la intrínseca calor de las bolas a y B,( incluso si no hay luz extra es iluminado), y la temperatura de este fotón de gas alcanzará el equilibrio termodinámico con la temperatura de las bolas.

Repito, paradojas aparecen cuando uno confunde las matemáticas de los dos matemáticos de los marcos de describir situaciones físicas. Cada marco matemático tiene sus principios y teoremas de los atributos del conjunto que se describe. Uno no puede utilizar un carrito de la, sin examinar, atributos de un marco a otro debido a las paradojas pueden aparecer, como en este caso.