4.5. Тепловое излучение

1. Найти температуру печи, если из ее окошка площадью 5 см² излучается в секунду 200 Дж энергии. (1630° К)

2. При какой температуре максимум энергии в спектре абсолютно черного тела приходится на длину волны 580 нм? (5000° К)

3. Средняя температура поверхности Земли +10°С. Определить длину волны, на которую приходится максимум земного излучения, если Землю принять за абсолютно черное тело. (10,1 мкм)

4. На какую длину волны приходится максимум излучения Солнца, если температура Т его поверхности равна 5790° К? (0,5 мкм)

5. На какую длину волны приходится максимум энергии в спектре излучения абсолютно черного тела, имеющего температуру 0° С? (10,6 мкм)

6. Длина волны, соответствующая максимуму энергии в спектре абсолютно черного тела, равна 722 нм. Излучающая поверхность тела равна 4 см². Определить мощность излучения. (5,9 кВт)

7. Из смотрового окошечка печи площадью в 3 см² за 1 сек излучается 17 Дж энергии. Считая, что окошечко излучает как абсолютно черное тело, определить температуру печи. (1000° К)

8. Вследствие лучеиспускания Земля теряет 90,7 Дж в секунду с каждого квадратного метра своей поверхности. При какой температуре такое же количество энергии излучал бы 1 м² поверхности абсолютно верного тела? (200° К)

9. Какую температуру имеет абсолютно черное тело, излучающее 9,32 Дж энергии в минуту с 1 см²? (400° К)

10. Определить энергетическую светимость* Солнца, приняв его за абсолютно черное тело с температурой поверхности 6000° К. (73500 кВт/м²).

11. Радиаторы отопления были нагреты от t₁ = 27⁰С до t₂ = 87°С. Во сколько раз увеличилась энергетическая светимость радиаторов? Принять радиаторы за абсолютно черные тела. (В 2 раза)

12. Температура абсолютно черного тела 127° С. Какова будет его температура, если энергетическая светимость возрастет в 4 раза? (292° С)

13. Во сколько раз увеличится энергетическая светимость абсолютно черного тела при его нагревании от 27° С до 327° С? (в 16 раз)

14. Какое количество энергии излучает с площади S = 0,5 м^г абсолютно черное тело при температуре t = 727°С в течение 1 мин? (1,710⁶ Дж)

15. Определить температуру печи, если из смотровою окошка площадью S=10 см¹ в 1 сек излучается энергия Е = 907,2 Дж. Излучение окошка принять за излучение абсолютно черного тела. (1727° С)

16. Максимум энергии излучения абсолютно черного тела приходится на длину волны 1 мкм На какую длину волны он сместится, если температура тела уменьшится на 900°? (1,45 мкм)

17. Максимум энергии излучения абсолютно черного тела приходится на длину волны  = 2,9 мкм. Вычислить энергетическую светимость этого тела. (5,6710⁴ Вт/м²)

18. Вычислить энергию, излучаемую с поверхности S = 1 м² абсолютно черного тела при температуре Т =1000 К за время t =1 мин. (3,4 МДж)

19. На какую длину волны приходится максимум спектральной плотности излучательности (энергетической светимости) абсолютно черного тела, имеющего температуру, равную температуре человеческого тела, т.е. t = 37° С? (9,3 мкм)

20. Солнечные лучи приносят на S =1 м² поверхности почвы энергию Е = 41,9 кДж в минуту. Какова должна быть температура почвы, чтобы она излучала такое же количество энергии обратно в мировое пространство? (60°С)

* Энергетическая светимость – это величина, равная энергии, излучаемой в единицу времени с единицы площади. Эта величина называется также излучательностью тела, интегральной светимостью или суммарной лучеиспускательной способностью.

21. Максимум энергии излучения абсолютно черного тела приходится на длину волны ₀ = 460 нм. Определить мощность излучения с площади S = 10 см² поверхности этого тела. (89,5 кВт)

22. Сколько энергии излучается в пространство за t =10 ч с площади S=1 га пахотной земли, имеющей температуру t=10°С? Какова масса этого излучения? Считать почву за абсолютно черное тело. (131 ГДж; 1,46 мг)

23. Принимая Солнце за абсолютно черное тело, определить температуру его поверхности, если длина волны, на которую приходится максимум энергии изложения, ₀ = 0,5 мкм. (5800 К)

24. Максимум энергии излучения абсолютно черного тела приходится на длину волны ₀=1 мкм. На какую длину волны он сместится, если температура тела уменьшится на  = 900К? (1,45 мкм)

25. Суммарная мощность излучения Солнца  = 410²⁶ Вт. Определить массу света, излучаемого Солнцем за время t =1 с. (4,4410⁹ кг)

26. Энергия, приносимая солнечными лучами на Землю в течение года, W=5,610²⁴ Дж. На сколько изменилась бы масса Земли за год, если бы она не излучала энергию в пространство? (6.2210⁴ т)