Фізика / Домашн_ завдання 1-2 семестри / Семестр2 / Домашн_ завдання / Тема 4
.pdfТема 4. Теплове випромінювання
1.Визначити температуру Т, при якій випромінювальна здатність R абсолютно чорного тіла дорівнює 10 кВт/м2.
2.Потік енергії N, випромінюваний з оглядового віконця плавильної печі, дорівнює 34 Вт. Визначити температуру Т печі, якщо площа отвору S = 6 см2.
3.Визначити енергію Е, випромінювану за час t = 1 хв з оглядового віконця площею S = 8 см2 плавильної печі, якщо її температура Т = 1,2 кК.
4.Температура Т верхніх шарів зірки Сиріус дорівнює 10 кК. Визначити потік енергії N, випромінюваний з поверхні площею S = 1 км2 цієї зірки.
5.В скількох разів треба збільшити термодинамічну температуру абсолютно чорного тіла, щоб його випромінювальна здатність R зросла в два рази?
6.Приймаючи коефіцієнт чорності аТ вугілля при температурі Т = 600 К рівним 0,8, визначити випромінювальну здатність R вугілля.
7.Приймаючи коефіцієнт чорності аТ вугілля при температурі Т = 600 К рівним 0,8, визначити енергію N, випромінювану з поверхні вугілля площею S = 5 см2 за час t = 10 хв.
8.З поверхні сажі площею S = 2 см2 при температурі Т = 400 К за час t = 5 хв випромінюється енергія Е = 83 Дж. Визначити коефіцієнт чорності аТ сажі.
9.Муфельна піч споживає потужність Р = 1 кВт. Температура Т її внутрішньої поверхні при відкритому отворі площею S = 25 см2 дорівнює 1,2 кК. Вважаючи, що отвір печі випромінює як абсолютно чорне тіло, визначити, яка частина ε потужності розсіюється стінками.
10.Потужність Р випромінювання кулі радіусом R = 10 см при деякій постійній температурі Т дорівнює 1 кВт. Знайти цю температуру, вважаючи кулю сірим тілом з коефіцієнтом чорності
аТ = 0,25.
11.Визначити відносне збільшення R/R випромінювальної здатності абсолютно чорного тіла при збільшенні його температури на 1%.
12.Знайти, на скільки зменшиться маса Сонця за сторіччя внаслідок випромінювання. Температура поверхні Сонця 5840 К.
13.Потужність випромінювання АЧТ дорівнює 10 МВт, площа його поверхні 17 м2. Знайти температуру поверхні тіла.
14.Знайти час, за який маса Сонця зменшиться у двічі внаслідок випромінювання. Температура поверхні Сонця 5840 К, маса 2 1030 кг.
15.Яка температура печі, якщо з її віконця площею 8 см2 випромінюється потужність 20 Вт? Скільки при цьому фотонів випромінюється за секунду?
16.На яку довжину хвилі λт приходиться максимум спектральної густини випромінювальної здатності абсолютночорноготілапритемпературі t = 0°С?
17.Температура Т верхніх шарів Сонця дорівнює 5,3 кК. Вважаючи Сонце абсолютно чорним
тілом, визначити довжину хвилі λт, якій відповідає максимальна спектральна густина випромінювальної здатності Сонця.
18.Потужність випромінювання тіла дорівнює 10 мВт, площа його поверхні 1,7 м2. Знайти температуру поверхні тіла і кількість фотонів, що випромінюються тілом за одну секунду.
19.Максимум спектральної густини енергетичної світності Сонця припадає на довжину хвилі 480 нм. Знайти масу, що втрачається Сонцем внаслідок випромінювання за один рік.
20.Визначити температуру Т абсолютно чорного тіла, при якій максимум спектральної густини випромінювальної здатностіприходиться на червону границю видимого спектра (λ1 = 750 нм);
на фіолетову (λ2 = 380 нм). |
яскравої зірки Арктур |
21. Максимум спектральної густини випромінювальної здатності |
приходиться на довжину хвилі λт = 580 нм. Приймаючи, що зірка випромінює як абсолютно чорне тіло, визначити температуру Т поверхні зірки.
22.Температура вольфрамової спіралі 25 ватної електричної лампи Т = 2450 К. Коефіцієнт чорності аТ = 0,3. Знайти площу поверхні спіралі.
23.Яку енергетичну світність R має абсолютно чорне тіло, якщо максимум спектральної густини його енергетичної світності припадає на довжину хвилі λт = 484 нм?
24.На яку довжину хвилі λт приходиться максимум спектральної густини енергетичної світності абсолютно чорного тіла, яке має температуру t = 37°С?
25.Потужність випромінювання абсолютно чорного тіла дорівнює 10 кВт. Знайти площу поверхні тіла, якщо максимум спектральної густини випромінювальної здатності приходиться на довжину хвилі 700 нм.
26.Температура абсолютно чорного тіла дорівнює 2кК. Визначити випромінювальну здатність в інтервалі довжин хвиль від λ1 = 590 нм до λ2 = 600 нм.
27.Знайти кількість фотонів, що випромінюються одиницею поверхні Сонця в одиницю часу, якщо максимум спектральної густини випромінювальної здатності відповідає довжині хвилі 500 нм.
28.Приймаючи спектр випромінювання Сонця за спектр абсолютно чорного тіла, визначити густину потоку енергії у поверхні Землі. Відстань від Землі до Сонця 1,5 108 км, радіус Сонця 6,8 105 км. Максимум спектральної густини випромінювальної здатності відповідає довжині хвилі 0,48 мкм.
29.Абсолютно чорне тіло було нагріто від температури 100°С до 300°С. Знайти, у скільки разів змінилася потужність сумарного випромінювання при цьому.
30.Знайти кількість фотонів, що випромінюються 1 см2 поверхні абсолютно чорного тіла при температурі 2000 К.