,
(2-30)
Při dopadu záření na povrch může dojít k odrazu záření, k jeho pohlcení, nebo také k průchodu záření objektem, viz obr. 2-24. Energetickou bilanci lze vyjádřit rovnicí
|
|
(2-30) |
kde E je hustota zářivého toku dopadajícího, Er je hustota zářivého toku odraženého, Ea je hustota zářivého toku absorbovaného a Et je hustota zářivého toku prošlého objektem. Podělíme-li rovnici (2-30) hustotou zářivého toku E dopadajícího na povrch, dostaneme
|
|
(2-31) |
Obr. 2-24 Rovnováha hustot zářivého toku
Dále zavedeme do rovnice (2-31) označení r reflektance, a absorptance a t transmitance a dostaneme matematickou formulaci 1. Kirchhoffova zákona
|
|
(2-32) |
Slovní formulace 1. Kirchhoffova zákona je následující:
Součet reflektance r, absorptance a a transmitance t daného objektu je vždy roven jedné.
Hodnoty reflektance, absorptance a transmitance závisí na druhu a stavu objektu a na jakosti jeho povrchu. Mohou nastat tyto extrémní případy:
r = 1 je dokonale bílé těleso, které veškerou dopadající zářivou energii odráží (v praxi se nevyskytuje),
a = 1 je dokonale černé těleso, které veškerou dopadající zářivou energii pohlcuje (v praxi se nevyskytuje),
t = 1 je dokonale transparentní těleso, které veškerou dopadající zářivou energii propouští (v praxi se nevyskytuje).
Pro tuhé látky a kapaliny, které jsou transparentní jen výjimečně (kromě slídy, kazivce, kuchyňské soli), je t = 0. Pro dvouatomové plyny (H2, O2, N2 apod.) a pro vzduch je t = 1. Pro víceatomové plyny (CO2, H2O apod.) platí obecně rovnice (2-32).
Pojem dokonale černé těleso se používá jak pro tělesa dokonale pohlcující, tak pro tělesa dokonale vyzařující záření. Obecněji to vyjadřuje 2. Kirchhoffův zákon, který říká:
Objekt je tak dokonalým zářičem, jak dovede záření pohlcovat, a proto emisivita povrchu objektu je rovna absorptanci.
Matematicky lze 2. Kirchhoffův zákon zapsat ve tvaru
|
|
(2-33) |
.
.
.