Introduction
La loi de Kirchhoff sur le rayonnement thermique est l’un des principes fondamentaux de la thermodynamique moderne. Elle a été énoncée en 1859 par Gustav Kirchhoff, un physicien allemand, dans le cadre de ses recherches sur le spectre de la lumière émise par les corps chauffés. Cette loi établit une relation entre la capacité d’absorption et d’émission d’un corps à une température donnée.
Explication de la loi de Kirchhoff
La loi de Kirchhoff stipule que, pour une longueur d’onde donnée, la capacité d’absorption d’un corps à une température donnée est égale à sa capacité d’émission. Autrement dit, un corps qui absorbe une partie du rayonnement thermique qu’il reçoit à une certaine température émettra également du rayonnement thermique à cette même température. Cette loi est mathématiquement exprimée par la formule A(λ,T) = ε(λ,T)B(λ,T), où A est la capacité d’absorption, ε est l’émissivité et B est l’intensité de rayonnement de corps noir (un corps qui absorbe tout le rayonnement thermique qu’il reçoit).
Exemple d’application de la loi de Kirchhoff
La loi de Kirchhoff est largement utilisée pour résoudre des problèmes de rayonnement thermique dans diverses applications, telles que la conception de fours industriels, la modélisation des échanges de chaleur dans les moteurs, etc. Par exemple, si l’on souhaite calculer la température d’un corps chauffé qui émet du rayonnement thermique à une longueur d’onde donnée, il suffit d’utiliser la formule de Kirchhoff pour déterminer la capacité d’émission du corps et de l’égaliser avec la capacité d’absorption du rayonnement environnant.
Importance de la loi de Kirchhoff
La loi de Kirchhoff a été cruciale dans le développement de la thermodynamique et de la physique moderne. Elle a permis aux scientifiques de mieux comprendre les échanges de chaleur entre les corps et a conduit à la découverte de nombreux phénomènes thermiques importants. Elle est également largement utilisée dans l’industrie pour concevoir des systèmes de chauffage et de refroidissement efficaces et économiques. En somme, la loi de Kirchhoff sur le rayonnement thermique est un principe fondamental de la physique qui continue de jouer un rôle important dans notre compréhension des phénomènes thermiques et dans leur utilisation dans les applications techniques.
