Nhiệt độ hiệu quả của một cơ thể như một ngôi sao hoặc hành tinh là nhiệt độ của một cơ thể đen có thể phát ra cùng một lượng bức xạ điện từ. Nhiệt độ hiệu dụng thường được sử dụng như ước tính nhiệt độ bề mặt của cơ thể khi không biết đường cong phát xạ của cơ thể (như là một chức năng của bước sóng).
Khi độ sáng của lưới sao hoặc hành tinh trong dải bước sóng có liên quan nhỏ hơn sự thống nhất (ít hơn so với thân đen), nhiệt độ thực tế của cơ thể sẽ cao hơn nhiệt độ hiệu dụng. Độ phát xạ ròng có thể thấp do tính chất bề mặt hoặc khí quyển, bao gồm hiệu ứng nhà kính.
Sao
Nhiệt độ hiệu quả của mặt trời (5777 kelvin) là nhiệt độ cơ thể màu đen có cùng kích thước phải có để sản xuất cùng một tổng số emissive quyền lực.
Nhiệt độ hiệu dụng của ngôi sao là nhiệt độ của một thân đen có cùng độ sáng trên diện tích bề mặt (FBol) như ngôi sao và được định nghĩa theo luật Stefan-Boltzmann FBol = σTeff4. Lưu ý rằng độ sáng (bolometric) của một ngôi sao sau đó là L = 4πR2σTeff4, trong đó R là bán kính sao . Định nghĩa của bán kính sao rõ ràng là không đơn giản. Hiệu quả hơn nhiệt độ tương ứng với nhiệt độ tại bán kính được xác định bởi một giá trị nhất định của độ sâu quang học Rosseland (thường là 1) trong bầu khí sao. Nhiệt độ hiệu dụng và độ sáng của bolometric là hai thông số vật lý cơ bản cần thiết để đặt một ngôi sao trên sơ đồ Hertzsprung-Russell. Cả hai nhiệt độ hiệu quả và độ sáng của bolometric phụ thuộc vào thành phần hoá học của một ngôi sao.
Nhiệt độ hiệu quả của mặt trời của chúng ta khoảng 5780 kelvin (K). Các ngôi sao có một gradient nhiệt độ giảm, đi từ trung tâm của họ lên đến khí quyển. “Nhiệt độ lõi” của Mặt Trời – nhiệt độ trung tâm của Mặt Trời nơi xảy ra phản ứng hạt nhân – ước tính là 15.000.000 K.
Chỉ số màu của một ngôi sao cho biết nhiệt độ của nó từ các tiêu chuẩn sao chổi rất mát mẻ, đó là-M sao đỏ tỏa rất nhiều trong tia hồng ngoại đến các sao O rất xanh mà tỏa ra phần lớn trong tia cực tím. Nhiệt độ hiệu dụng của ngôi sao chỉ ra lượng nhiệt mà ngôi sao bức xạ trên một đơn vị diện tích bề mặt. Từ các bề mặt ấm nhất đến sự tuyệt nhất là chuỗi các loại sao gọi là O, B, A, F, G, K và M.
Một ngôi sao đỏ có thể là một sao lùn nhỏ màu đỏ, một ngôi sao năng lượng yếu và một bề mặt nhỏ hoặc một con khổng lồ khổng lồ hoặc thậm chí những ngôi sao siêu khổng lồ như Antares hoặc Betelgeuse, trong đó có năng lượng lớn hơn nhiều nhưng đi qua bề mặt quá lớn ngôi sao ít bức xạ trên một đơn vị diện tích bề mặt. Một ngôi sao gần giữa quang phổ, chẳng hạn như Mặt Trời khiêm tốn hoặc Capella khổng lồ phát ra năng lượng nhiều hơn trên một đơn vị diện tích bề mặt so với các ngôi sao lùn đỏ đang yếu đi hoặc các sao siêu hạng cồng kềnh, nhưng ít hơn một ngôi sao trắng hoặc xanh như Vega hoặc Rigel.
Nhiệt độ Blackbody
Nhiệt độ hiệu quả (đen) của một hành tinh có thể được tính bằng cách đánh đồng năng lượng nhận được của hành tinh với năng lượng phát ra từ một vật đen có nhiệt độ T.
Lấy trường hợp của một hành tinh ở khoảng cách D từ sao, độ sáng L.
Giả sử ngôi sao bức xạ đẳng hướng và rằng hành tinh này là một chặng đường dài từ ngôi sao, năng lượng hấp thụ bởi hành tinh này được cho bằng cách xử lý hành tinh này như là một đĩa bán kính r, ngăn chặn một số năng lượng lan truyền trên bề mặt của một ngôi sao hình cầu bán kính D (khoảng cách của hành tinh từ ngôi sao). Tính toán giả thiết rằng hành tinh phản chiếu một số bức xạ đến bằng cách kết hợp một tham số gọi là albedo (a). Một albedo của 1 có nghĩa là tất cả các bức xạ được phản ánh, một albedo của 0 có ngh
Nhiệt độ Hiệu quả Trái đất
Bài chi tiết: Ngân sách năng lượng của Trái Đất
Hãy nhìn vào Trái Đất. Trái đất có albedo khoảng 0,367. Độ phát xạ phụ thuộc vào loại bề mặt và nhiều mô hình khí hậu đặt ra giá trị của độ phát xạ của Trái đất là 1. Tuy nhiên, giá trị thực hơn là 0.96 Trái đất là một rotator khá nhanh nên tỷ lệ diện tích có thể được ước lượng là
. Các biến khác là hằng số. Tính toán này cho chúng ta một nhiệt độ hiệu quả của Trái đất 252 K (-21 ° C). Nhiệt độ trung bình của Trái đất là 288 K (15 ° C). Một lý do cho sự khác biệt giữa hai giá trị là do hiệu ứng nhà kính, làm tăng nhiệt độ trung bình của bề mặt trái đất.