(Fizyka II - Ciało doskonale czarne [tryb zgodności]).pdf

(104 KB) Pobierz
Fizyka sem II - ćwiczenia
Ciało doskonale czarne
Zad. 1.
Jaką ilość energii wysyła powierzchnia 2 m
2
ciała doskonale czarnego w ciągu czasu 5 s,
jeśli długość fali dla której przypada maksymalne natężenie promieniowania
λ
m
wynosi
0,5
µm.
Zad. 2.
Wychodząc z prawa Plancka w funkcji długości fali
λ
2
π
hc
2
1
e
(
λ
,
T
)
=
λ
5
hc
exp
−
1
λ
kT
wyznaczyć postać tego prawa w funkcji częstotliwości fali
�½.
Zad. 3.
Wychodząc z prawa Plancka podać przybliżone wzory na widmową zdolność emisyjną
ciała doskonale czarnego
e
(
�½
,
T
)
, gdy
h
�½
>>
kT
i
h
�½
<<
kT
.
Zad. 4.
Metalowe włókno z
średnicy
d=0,2 mm
rozżarza się pod wpływem prądu elektrycznego do
T
1
= 3000 K. W ciągu jakiego czasu po wyłączeniu prądu temperatura włókna obniży się
do
T
2
= 800 K? Masa właściwa włókna
ρ
= 1,9*10
4
kg/m
3
, ciepło właściwe
C=
154,7 J*kg
-
1
*K
-1
. Zakładamy,
że
włókno promieniuje jak ciało doskonale czarne.
Zad. 5.
Ciało doskonale czarne w postaci kuli o promieniu
R=
0,05 m w stałej temperaturze
T
wypromieniowuje moc
P=
0,66 W. Obliczyć temperaturę ciała
T.
Zad. 6.
Ziemia traci
średnio
z każdego
m
2
powierzchni
E=
90,7
J
energii na sekundę. W jakiej
temperaturze ciało doskonale czarne traciłoby tę samą ilość energii wskutek
wypromieniowania.
Zad. 7.
Jaką moc należy dostarczyć kuli doskonale czarnej o promieniu
R=
0,03
m,
aby jej
temperatura wynosiła stale
T=
300
K
jeśli temperatura otoczenia
T
1
= 290
K?
Kula traci
energię jedynie przez wypromieniowanie.
Zad. 8.
W czasie rozgrzewania ciała doskonale czarnego maksimum promieniowania przesunęło się z
długości fali
λ
1
=0,7
µ
m
do
λ
2
=0,5
µ
m.
Ile razy wzrosła moc promieniowania ciała.
Zad. 9.
Obliczyć temperaturę spirali wolframowej o
średnicy
d=
0,3
mm
długości
l=
0,1
m,
przez którą
płynie prąd o natężeniu
I=
0,28
A
przy napięciu
V=
220
V.
Założyć,
że
ciepło jest tracone
jedynie przez promieniowanie, przy czym zdolność emisyjna spirali wolframowej wynosi
k=
0,4 zdolności emisyjnej ciała doskonale czarnego.
Zad. 10.
Płytkę o czarnej powierzchni umieszczono w próżni prostopadle do promieni padających.
Wyznaczyć energię promienistą pochłanianą przez 10
-4
m
2
powierzchni w ciągu 60
s,
jeżeli
temperatura płytki ustala się na 500
K.
Straty cieplne związane z przewodnictwem cieplnym
należy pominąć.
Zad. 11.
Temperatura ciała doskonale czarnego wynosi
T=
3000
K.
Określić maksymalną widmową
zdolność emisyjną tego ciała.
Zad. 12.
Jaka powinna być temperatura ciała, aby w temperaturze ośrodka
T
o
= 290
K
emitowało 100
razy więcej energii niż pochłaniało z ośrodka.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin