Тест №4 (тепловое излучение). Тест 4 (1) Абсолютно белое и серое тела, имеющие одинаковую площадь поверхности, нагреты до одинаковой температуры. Сравните потоки теплового излучения этих тел Ф0 (белого) и ф (серого). Ответ Ф0

Абсолютно черное тело имеет температуру T1=2900 К. В результате остывания тела длина волны, на которую приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости, изменилась на Δλ=9 мкм. До какой температуры Т2 охладилось тело? Постоянная Вина с 1=2.9×10 -3 мК.

2. Излучение абсолютно черного тела при данной температуре превышает излучение любых других тел при этой же температуре.

Выберите правильное утверждение относительно способа излучения электромагнитных волн.

Диаметр вольфрамовой спирали в электрической лампочке d=0,3 мм, длина спирали l=5 см. При включении лампочки в сеть напряжением U=127В через лампочку течет ток I=0,31 А. Найти температуру Т спирали. Считать, что по установлении равновесия все выделяющееся в нити тепло теряется в результате излучения. Отношение энергетических светимостей вольфрама и абсолютно черного тела для данной температуры k=0,31. Постоянная Стефана-Больцмана d=5.67×10-8 Вт/(м 2 ×К 2 ).

Ответ: 3. Т=2600 К.

а) частоты излучения.

в) Зависит ли отношение испускательной способности тела к его поглощательной способности от природы тела?Ответ: 2. a) да; б) да; в) нет.Зачерненный шарик остывает от температуры T1=300 К до T2=293 К. На сколько изменилась длина волны λ, соответствующая максимуму спектральной плотности его энергетической светимости (постоянная в первом законе Вина С1=2.9×10-3 мК)?Ответ: 2. Δλ=0.23 мкм.

Имеются две полости (см. рис.) с малыми отверстиями одинаковых диаметров d см и абсолютно отражающими наружными поверхностями. Расстояние между отверстиями l см. В полости 1 поддерживается постоянная температура T1. Вычислить установившуюся температуру в полости 2.

Указание: Иметь в виду, что абсолютно черное тело является косинусным излучателем.

Исследование спектра излучения Солнца показывает, что максимум спектральной плотности излучательной способности соответствует длине волны l=500нм. Принимая Солнце за абсолютно черное тело определите излучательную способность (Re) Солнца.

1 - все абсолютно черных тела при данной температуре обладают одним и тем же распределением излучательной энергии по длинам волн.

3 - светимость всех абсолютно черных тел одинаково меняется с температурой.

5 - излучательная способность абсолютно черного тела возрастает с увеличением температуры.Ответ: 1. 1, 3, 5.Какой закон неприменим при инфракрасных длинах волн?Ответ: 3. Закон Рэлея-Джинса.Какой из рисунков правильно учитывает законы теплового излучения (T1>T2)?Ответ: O:3.

Какую энергетическую светимость Rэ имеет абсолютно черное тело, если максимум спектральной плотности его энергетической светимости приходится на длину волны λ=484 нм (постоянная Стефана – Больцмана σ=5.67×10 -8 Вт/(м 2 ×К 4 ), постоянная Вина С1=2.9×10 -3 м×К)?Ответ: 3. Rэ=73.5 мВт/м 2 .Металлическая поверхность площадью S=15 см 2 , нагретая до температуры Т=3 кК, излучает в одну минуту 100 кДж. Определите энергию, излучаемую этой поверхностью, считая её чёрной.Ответ: 3. 413 кДж.

Металлическая поверхность площадью S=15 см 2 , нагретая до температуры Т=3 кК, излучает в одну минуту 100 кДж. Определите отношение энергетических светимостей этой поверхности и чёрного тела при данной температуре.Ответ: 2. 0.2.

а) частоты излучения.

Мощность излучения раскаленной металлической поверхности P’=0.67 кВт. Температура поверхности Т=2500 К, ее площадь S=10 см 2 . Найти отношение k энергетических светимостей этой поверхности и абсолютно черного тела при данной температуре (постоянная Стефана – Больцмана σ=5.67×10 -8 Вт/(м 2 ×К 4 )).Ответ: 1. k=0.3.

Нагретое тело производит тепловое излучение на всем диапазоне длин волн. Как изменится:

а) длина волны, соответствующая максимуму спетральной плотности излучения (λmax).

б) максимальная энергия, излучаемая волной данной длины в единицу времени с единицы поверхности (rλ, t) при увеличении температуры нагретого тела.

Ответ: 3. а) уменьшится; б) увеличится.

Нагретое тело производит тепловое излучение на всем диапазоне длин волн. Как изменится:

а) длина волны, соответствующая максимуму спетральной плотности излучения (λmax).

б) максимальная энергия, излучаемая волной данной длины в единицу времени с единицы поверхности (rλ, t) при уменьшении температуры нагретого тела.

Найти температуру Т печи, если известно, что излучение из отверстия в ней площадью S=6.1 см 2 имеет мощность N=34.6 Вт. Излучение считать близким к излучению абсолютно черного тела (S=5.67×10 -8 Вт/(м 2 ×К 4 )).

Найти уравнение адиабатического процесса (в переменных V, Т), проводимого с тепловым излучением, имея в виду, что между давлением и плотностью энергии теплового излучения существует связь р=и/3.

На какую длину l приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела, имеющую температуру, равную t0=37 °С человеческого тела.

Ответ: 3. 9.35 мкм.

На рисунке изображена кривая распределения энергии излучения абсолютно черного тела при некоторой температуре. Чему равна площадь , которая находится под кривой распределения?

На рисунке показана зависимость(по Ох вершины разные) спектральной плотности веществ (1, 2) от длины волны. Что можно сказать о данных веществах и их температурах?Ответ:

7. О веществах нельзя сделать вывод, Т1>T2.

На рисунке показана зависимость спектральной плотности веществ (1, 2) от длины волны. Что можно сказать о данных веществах и их температурах?

8) о веществах нельзя сделать вывод, Т1 T2 (Т1 верш. по Ох больше Т2). Какой из рисунков правильно учитывает законы теплового излучения?Ответ: 1. Правильный.

Определите во сколько раз необходимо уменьшить термодинамическую температуру черного тела, чтобы его энергетическая светимость Re ослабилась в 39 раз?

Определите, как и во сколько раз изменится мощность излучения черного тела, если длина волны, соответствующая максимуму его спектральной плотности энергетической светимости, сместилась с 720 нм до 400 нм.Ответ: 3. 10.5.Определите температуру тела, при которой оно при температуре окружающей среды t = 27 0 C излучало энергии в 8 раз больше, чем поглощало.Ответ: 2. 504 К.

Определить температуру Т Солнца, принимая его за абсолютно черное тело, если известно, что максимум интенсивности спектра Солнца лежит в зеленой области λ=5×10 ‾5 см.

Ответ: 1. Т=6000К.

Определить длину волны, соответствующую максимуму интенсивности в спектре абсолютно черного тела, температура которого равна 106 К.

Полость объемом 1 литр, заполнена тепловым излучением при температуре 2000К. Найти теплоемкость полости C (Дж/ К).

По пластинке проходит электрический ток, в результате чего она достигает равновесной температуры Т0=1400 К. После этого мощность электрического тока уменьшилась в 2 раза. Определить новую равновесную температуру Т.

Ответ: 2. Т=1174 К.

При изучении звезды A и звезды B установлено соотношение масс, теряемых ими в единицу времени: DmA=2DmB, и их радиусов: RA=2.5RB. Максимум энергии излучения звезды B соответствует волне lB=0.55 мкм. Какой волне соответствует максимум энергии излучения звезды A?

При изучении звезды A и звезды B установлено соотношение масс, теряемых ими в единицу времени: mA=2mB, и их радиусов: RA=2.5 RB. Максимум энергии излучения звезды B соответствует волне B=0.55 мкм. Какой волне соответствует максимум энергии излучения звезды A?Ответ: 1. A=0.73 мкм.Принимая Солнце (радиус равен 6,95×10 8 м) за черное тело и учитывая, что его максимальной спектральной плотности энергетической светимости соответствует длина волны 500 нм, определить:

а) энергию, излучаемую Солнцем в виде электромагнитных волн в течение 10 минут.

б) массу, теряемую Солнцем за это время за счет излучения.Ответ: 2. а) 2.34×10 29 Дж; б) 2.6×10 12 кг.Серебряный шарик (теплоемкость – 230 Дж/гК, плотность – 10500 кг/м 3 ) диаметра d=1 см поместили в откачанный сосуд, температура стенок которого поддерживается близкой к абсолютному нулю. Начальная температура равна Т0=300 К. Считая поверхность шарика абсолютно черной, найти через сколько времени его температура уменьшится в n=2 раза.Ответ: 4. 1.7 часа.

Серое тело – это…Ответ:

2. тело, поглощательная способность которого одинакова для всех частот и зависит только от температуры, материала и состояния поверхности.Считая никель чёрным телом, определите мощность, необходимую для поддержания температуры расплавленного никеля 1453 0 С неизменной, если площадь его поверхности равна 0.5 см 2 .Ответ: 1. 25.2 Вт.

Считая никель черным телом, определите мощность, необходимую для поддержания температуры расплавленного никеля 1453 0 С неизменной, если площадь его поверхности равна 0.5 см 2 .

Ответ: 1. 25 Вт.

Температура внутренней поверхности муфельной печи при открытом отверстии диаметром 6 см равна 650 0 С. Принимая, что отверстие печи излучает как черное тело, определите, какая доля мощности рассеивается стенками, если мощность, потребляемая печью, составляет 600 Вт.

Температура (Т) внутренней стенки печи при открытом отверстии площадью (S=50 см 2 ) равна 1000 К. Если считать, что отверстие печи излучает как черное тело, то найдите, какая мощность теряется стенками вследствие их теплопроводности, если потребляемая печью мощность равна 1.2 кВт?Ответ: 2. 283 Вт.Температура вольфрамовой спирали в 25–ваттной электрической лампочке T=2450 К. Отношение ее энергетической светимости к энергетической светимости абсолютно черного тела при данной температуре k=0.3. Найти площадь S излучающей поверхности спирали. (Постоянная Стефана – Больцмана σ=5.67×10 -8 Вт/(м 2 ×К 4 )).Ответ: 2. S=4×10 -5 м 2 .Температура «голубой» звезды 30000 К. Определить интегральную интенсивность излучения и длину волны соответствующую максимуму излучательной способности.Ответ: 4. J=4.6×1010 Вт/м 2 ; λ=9.6×10 -8 м.

Температура одного из двух абсолютно черных источников Т1=2900 К. Найти температуру второго источника Т2, если длина волны, соответствующая максимуму его излучательной способности на ∆λ=0.40 мкм больше длины волны, соответствующей максимуму излучательной способности первого источника.Ответ: 1. 1219 К.Температура внутренней поверхности муфельной печи при открытом отверстии площадью 30 см 2 равна 1.3 кК. Принимая, что отверстие печи излучает как чёрное тело, определите, какая часть мощности рассеивается стенками, если потребляемая печью мощность составляет 1.5 кВт.Ответ: 3. 0.676.Температура поверхности абсолютно черного тела Т=2500 К, ее площадь S=10 см 2 . Какую мощность излучения P имеет эта поверхность (Постоянная Стефана – Больцмана σ=5.67×10 -8 Вт/(м 2 ×К 4 ))?Ответ: 2. P=2.22 кВт.Температура Т абсолютно черного тела изменилась при нагревании от 1000 до 3000 К. Во сколько раз увеличилась при этом его энергетическая светимость Rэ?Ответ: 4. В 81 раз.

Черное тело находится при температуре Τ0=2900 К. При его остывании длина волны, соответствующая максимальной спектральной плотности энергетической светимости, изменилась на 10 мкм. Определить температуру Τ1, до которой тело охладилось.Ответ: 1. 264 К.Черное тело нагрели от температуры Τ до Τ1, при этом его энергетическая светимость увеличилась в 16 раз. Найти соотношение Τ1/Τ.Ответ: 2. 2.Черное тело нагрели от температуры Т1=600 К до Т2=2400 К. Определить, во сколько раз изменилась его энергетическая светимость.Ответ: 4. Увеличилась в 256 раз.Что происходит с максимумом излучательной способности абсолютно черного тела при росте температуры?Ответ: 3. Увеличивается по величине, смещается к меньшим длинам волн.

Энергетическая светимость абсолютно черного тела Rэ=3×10 4 Вт/м 2 . Определить длину волны λm, отвечающую максимуму испускательной способности этого тела.Ответ: 1. λm=3.4×10 -6 м.Энергетическая светимость абсолютно черного тела МЭ=3.0 Вт/см 2 . Определить длину волны, отвечающую максимуму испускательной способности этого тела (S=5.67×10 -8 Вт/м 2 К 4 , b=2.9×10 -3 м×К).Ответ: 1. lm=3.4 мкм.

Ответ: 1. Lam=b×sqrt^4(psi/M).

Энергетическая светимость абсолютно черного тела Rэ=3×104 Вт/м 2 . Определить длину волны λm, отвечающую максимуму испускательной способности этого тела.

📎📎📎📎📎📎📎📎📎📎