Siltumstarojums.

25-1. Aprēķināt krāsns temperatūru, ja zināms, ka tā pa 6.1 cm² lielu caurumu 1 s izstaro 8.28 cal. Uzskatīt, ka starojums ir tuvs melna ķermeņa starojumam. [1000 K].

25-2. Kādu enerģijas daudzumu Saule izstaro 1 min? Uzskatīt, ka Saules starojums ir tuvs absolūti melna ķermeņa starojumam. Pieņemt, ka Saules virsmas temperatūra ir 5800 K. [6.5×10²¹ kWh].

25-3. Kādu enerģijas daudzumu izstaro viens kvadrātcentimetrs sacietējoša cinka vienā sekundē? Pieņemt, ka cinka virsmas un absolūti melna ķermeņa enerģētisko spīdību attiecība šajā temperatūrā ir 0.6. [0.46 J].

25-4. Absolūti melna ķermeņa starojuma jauda ir 34 kW. Aprēķināt šī ķermeņa temperatūru, ja zināms, ka tā virsma ir 0.6 m². [1000 K].

25-5. Nokaitēta metāliska virsma, kuras laukums 10 cm², vienā minūtē izstaro 410⁴ J. Virsmas temperatūra ir 2500 K. Aprēķināt: 1) kāds būtu šīs virsmas starojums, ja tā būtu absolūti melna; 2) kāda ir šīs virsmas un absolūti melna ķermeņa enerģētisko spīdību attiecība dotajā temperatūrā. [1) 1.33×10⁵ J;2)0.3].

25-6. Elektriskajā spuldzē volframa spirāles diametrs ir 0.3 mm, tās garums 5cm. Ieslēdzot spuldzi ķēdē ar 127 V spriegumu, caur to plūst 0.31 A stipra strāva. Aprēķināt spuldzes temperatūru. Uzskatīt, ka, iestājoties līdzsvaram, viss kvēldiegā izdalītais siltums izstaro. Volframa un absolūti melna ķermeņa enerģētisko spīdību attiecību šajā temperatūrā pieņemt par 0.31. [2500 K].

25-7. 25 W elektriskās spuldzes volframa spirāles temperatūra ir 2450 K. Tās enerģētiskās spīdības attiecība pret absolūti melna ķermeņa enerģētisko spīdību šajā temperatūrā ir 0.3. Aprēķināt spirāles starojošās virsmas lielumu. [4×10^-5 m²].

25-8. Aprēķināt, kādu enerģijas daudzumu 1 sekundē izstaro absolūti melna ķermeņa virsmas viens kvadrātcentimetrs, ja zināms, ka tā enerģētiskās spīdības maksimālais spektrālais blīvums atbilst viļņa garumam 4840 A. [7.35-10³J].

25-9. Absolūti melna ķermeņa starojuma jauda ir 10⁵ kW. Aprēķināt ķermeņa starojošās virsmas lielumu, ja zināms, ka viļņa garums, kuram atbilst šā ķermeņa enerģētiskās spīdības spektrālā blīvuma maksimums, ir 7×10^-5 cm. [1.44×10^-3 m²].

25-10. Kādos spektra rajonos atrodas viļņa garumi, kas atbilst enerģētiskās spīdības spektrālā blīvuma maksimumam, ja gaismas avots ir: 1) elektriskās spuldzes spirāle (T = 3000 K), 2) Saules virsma (T = 6000 K) un 3) atombumba, kurā sprādziena mirklī attīstās 10 miljonu kelvinu temperatūra. Pieņemt, ka starojums ir tuvs absolūti melna ķermeņa starojumam. [1) 1 µm infrasarkanais apgabals; 2) 5×10^-5 cm redzamā gaisma; 3) 3 A Rtg - staru apgabals].

25-11. Sildot absolūti melnu ķermeņi, viļņa garums, kam atbilst enerģētiskās spīdības spektrālā blīvuma maksimums, izmainās no 0.69 līdz 0.5 µm. Cik reižu palielinās ķermeņa enerģētiskā spīdba? [3.6].

25-12. Kādam viļņa garumam atbilst absolūti melna ķermeņa enerģētiskās spīdības spektrālā blīvuma maksimums, ja šā ķermeņa temperatūra ir vienāda ar cilvēka ķermeņa temperatūru, t. i., t = 37° C? [9.3 µm].

25-13. Sildot absolūti melnu ķermeni, tā temperatūra izmainās no 1000 līdz 3000 K. 1) Cik reižu tādā gadījumā palielinās ķermeņa enerģētiskā spīdība? 2) Par cik izmainās viļņa garums, kam atbilst enerģētiskās spīdības spektrālā blīvuma maksimums? 3) Cik reižu palielinās ķermeņa enerģētiskās spīdības maksimālais spektrālais blīvums? [1) 81 reizi; 2) no 2.9 līdz 0.97 µm; 3) 243 reizes].

25-14. Absolūti melna ķermeņa temperatūra T; = 2900 K. Šā ķermeņa atdzišanas rezultātā viļņa garums, kam atbilst enerģētiskās spīdības spektrālā blīvuma maksimums, izmainās par  = 9 µm. Līdz kādai temperatūrai T₂ atdzisis ķermenis? [290 K].

25-15. Ķermeņa virsma sasildīta līdz 1000 K temperatūrai. Pēc tam vienu šās virsmas pusi sasilda par 100°, bet otru atdzesē par 100°. Cik reižu izmainās šā ķermeņa virsmas enerģētiskā spīdība? [1.06].

25-16. Kāda jauda jāpievada melni nokrāsotai metāla lodītei, kuras rādiuss 2 cm, lai tās temperatūra būtu par 27° augstāka nekā apkārtējās vides temperatūra? Apkārtējās vides temperatūra ir 20° C. Pieņemt, ka siltums zūd tikai starojuma dēļ. [0.2 W].

25-17. Melni nokrāsota lodīte atdziest no 27° C temperatūras līdz 20° C temperatūrai. Par cik izmainās viļņa garums, kas atbilst tās enerģētiskās spīdības blīvuma maksimumam? [0.84 µm].

25-18. 1) Aprēķināt, par cik kilogramiem gada laikā samazinās Saules masa starojuma dēļ. 2) Uzskatot Saules starojumu par nemainīgu, aprēķināt, cik ilgā laikā Saules masa samazināsies 2 reizes. Pieņemt, ka Saules virsmas temperatūra ir 5800 K. [1) 1.4-10¹⁷ kg; 2) 7×10¹²gadi].

25-19. Aprēķināt Saules konstantes lielumu, t. i., staru enerģijas daudzumu, ko Saule katru minūti izstaro caur 1 cm² lielu laukumu, kas ir perpendikulārs Saules stariem un atrodas no tās tādā pašā attālumā kā Zeme. Pieņemt, ka Saules virsmas temperatūra ir 5800 K. Uzskatīt, ka Saules starojums ir tuvs absolūti melna ķermeņa starojumam. [1.37×10³ W/m²].

25-20. Pieņemot, ka atmosfēra absorbē 10% no Saules staru enerģijas, aprēķināt jaudu, ko saņem no Saules 0.5 ha liels horizontāls laukums uz Zemes. Saules augstums virs horizonta 30°. Uzskatīt, ka Saules starojums ir tuvs absolūti melna ķermeņa starojumam. [3.1×10³ kW].

25-21. Noteikt absolūti melnas lodītes izstarojuma jaudu, ja lodītes rādiuss 10 cm un temperatūra 20° C. [52.5 W].

25-22. Noteikt krāsns temperatūru, ja pa tās 4 cm² caurumu vienas sekundes laikā tiek izstarota 22.7 J enerģija. Krāsns starojumu uzskatīt par absolūti melna ķermeņa starojumu. [1000 K].

25-23. Kādu enerģiju diennakts laikā izstaro apmesta ķieģeļu māja, kuras melnuma koeficients 0.8. Izstarojošo sienu temperatūra 0° C un sienu laukumu kopējā platība 1000 m². [21.8×10⁹ J].

25-24. Dzelzs lodīte ar diametru 10 cm sakarsēta līdz 1227° C temperatūrai. Ļaujot lodītei gaisā atdzist, aprēķināt, pēc cik ilga laika tās temperatūra samazināsies līdz 1000 K. Dzelzs lodītei melnuma koeficients 0.5. Gaisa siltumvadāmību neievērot. [1503 s],

25-25. Noteikt absolūti melna ķermeņa starojuma jaudu, ja tā starojošās virsmas laukums ir 5 cm² un enerģētiskās spīdības spektrālā blīvuma maksimums atbilst viļņa garumam 720 nm. [7.5 kW].