Une application pratique de la loi de Stefan-Boltzmann

29 décembre 2022 Non Par Bricolage Plus

La loi de Stefan-Boltzmann concerne le rayonnement des corps noirs, la loi de Wein et d’autres concepts liés au rayonnement thermique (infrarouge) et à d’autres types de rayonnement électromagnétique, entre autres concepts très abstraits. Tout cela est très bien documenté et peut être consulté sur Internet.

Cet article a à voir avec une application très simple et totalement nouvelle utilisée pour garder vos enchiladas (je veux dire votre nourriture) au chaud :

Une PLAQUE DE RÉTENTION DE CHALEUR micro-ondable en céramique ou une plaque de rétention de chaleur que préférez-vous ?.

Que se passe-t-il si vous enfermez un disque de matériau absorbant les micro-ondes très efficace dans une cavité étanche transparente aux micro-ondes comme la céramique et que vous le préchauffez dans un four à micro-ondes de 1 200 watts pendant disons… une minute ? :

Ce disque hypothétique deviendra très chaud et rayonnera dans la longueur d’onde infrarouge (s’il devient trop chaud (comme le rouge), il rayonnera même dans la zone visible du spectre électromagnétique. Heureusement, nous pouvons régler le temps de préchauffage.

Disons maintenant que ce disque que j’appellerai réchauffeur est en contact physique minimum avec les parois de la cavité (séparées par des bossages pointus), si la cavité est scellée à chaud, elle formera un semi-vide, donc les pertes de chaleur seront principalement par rayonnement puisque le semi-vide minimisera également les pertes de chaleur par convection.

Or, la cavité étant très étanche, une partie du rayonnement du réchauffeur va être réfléchie et l’intérieur de la cavité (ou espace dans la cavité) va atteindre une température très proche de la température du « corps chaud » (le réchauffeur ).

Selon la formule de Stefan-Boltzmann, la puissance nette rayonnée est égale à l’émissivité multipliée par la constante de Stefan, multipliée par la surface, multipliée par -voilà le bon côté- la différence de température du réchauffeur moins la température ambiante, à la fois à la quatrième puissance (en degrés Kelvin).

En bout de ligne :

La différence de températures a une grande incidence (ou poids) dans la formule puisqu’elles sont à la quatrième puissance. Le rayonnement du radiateur sera limité. Si ce dispositif de stockage de chaleur est intégré dans la conception d’une plaque en céramique, vos aliments resteront chauds.

L’émissivité de l’élément chauffant et le coefficient d’absorption des parois de la cavité peuvent également être manipulés pour un meilleur contrôle

Comment empêcher la plaque de se casser à cause d’un choc thermique est une autre histoire, j’ai résolu le problème. Pour plus d’informations, recherchez les PLAQUES DE RÉTENTION DE CHALEUR sur Internet.

Au fait, je les ai inventés.

Juan J. Ramirez

El Paso, Texas