Выведена формула максимального теплообмена между очень близкими объектами



Источник: MIT


09:12 26.11.2015 |   1164



Выяснилось, что количество тепла, которым обмениваются очень объекты, размеры которых меньше длины волны тепла, в сотни раз превышает пределы, установленные законом Стефана-Больцмана. В таких случаях закон неприменим, но до недавнего времени точный расчет теплообмена на нанометровых расстояниях был затруднительным.

Способ расчета теплообмена между двумя не соприкасающимися объектами известен уже больше века — он основан на законе Стефана-Больцмана. Но для объектов меньше длины волны тепла — около 8 мкм — закон неприменим, и до недавнего времени точный расчет теплообмена на нанометровых расстояниях был затруднительным.

Математики МТИ объявили о выведении формулы для определения максимального количества тепла, которым могут обменяться два тела, разделенные дистанцией нанометрового порядка. Открытие обещает помочь инженерам в выборе оптимальных материалов и конструкций для миниатюрных устройств со сложной поверхностной структурой, например, термофотоэлектрических элементов и систем охлаждения для компьютерных процессоров.

Выяснилось, что количество тепла, которым обмениваются очень близкие объекты, в сотни раз превышает пределы, установленные законом Стефана-Больцмана. Как отмечают исследователи, при экстремальном сближении тепло по-видимому передается не только в виде электромагнитных волн, но и в качестве эванесцентных волн, которые не имеют влияния в макромасштабе, так как затухают по экспоненте в зависимости от расстояния. По словам ученых, выведенное уравнение оказалось на удивление обобщаемым — оно применимо к любой паре объектов независимо от их формы. Теплообмен определяется только материалом тел и расстоянием между ними.


Теги: