Алгебра
Английский
Биология
География
Геометрия
История
Русский
Обществознание
Физика
Химия
Информатика
Литература
МатематикаВопрос:
24. (ОБЗ) Для определения эффективной температуры звёзд используют закон Стефана-Больцмана, согласно которому мощность излучения P (в ваттах) нагретого тела прямо пропорциональна площади его поверхности и четвёртой степени температуры: $$P = \sigma ST^4$$, где $$\sigma = 5,7 \cdot 10^{-8} \frac{Вт}{м^2 \cdot K^4}$$ - постоянная, площадь поверхности S измеряется в квадратных метрах, а температура T в градусах Кельвина. Известно, что некоторая звезда имеет площадь поверхности $$S = \frac{1}{2401} \cdot 10^{22} м^2$$, а излучаемая ею мощность P равна $$5,7 \cdot 10^{26}$$ Вт. Определите температуру этой звезды. Дайте ответ в градусах Кельвина.
Ответ:
Решение:
1. Запишем закон Стефана-Больцмана: $$P = \sigma ST^4$$.
2. Выразим температуру $$T$$:
$$T^4 = \frac{P}{\sigma S}$$
$$T = \sqrt[4]{\frac{P}{\sigma S}}$$
3. Подставим значения:
$$T = \sqrt[4]{\frac{5,7 \cdot 10^{26} Вт}{5,7 \cdot 10^{-8} \frac{Вт}{м^2 \cdot K^4} \cdot \frac{1}{2401} \cdot 10^{22} м^2}} = \sqrt[4]{\frac{5,7 \cdot 10^{26}}{5,7 \cdot 10^{-8} \cdot \frac{1}{2401} \cdot 10^{22}}} = \sqrt[4]{\frac{10^{26}}{10^{-8} \cdot \frac{1}{2401} \cdot 10^{22}}} = \sqrt[4]{2401 \cdot 10^{12}} = \sqrt[4]{2401} \cdot \sqrt[4]{10^{12}} = 7 \cdot 10^3 K = 7000 K$$
Ответ: 7000 K
Похожие
- 24. (ОБЗ) Для определения эффективной температуры звёзд используют закон Стефана-Больцмана, согласно которому мощность излучения P (в ваттах) нагретого тела прямо пропорциональна площади его поверхности и четвёртой степени температуры: $P = \sigma ST^4$, где $\sigma = 5,7 \cdot 10^{-8} \frac{Вт}{м^2 \cdot K^4}$ - постоянная, площадь поверхности S измеряется в квадратных метрах, а температура T в градусах Кельвина. Известно, что некоторая звезда имеет площадь поверхности $S = \frac{1}{2401} \cdot 10^{22} м^2$, а излучаемая ею мощность P равна $5,7 \cdot 10^{26}$ Вт. Определите температуру этой звезды. Дайте ответ в градусах Кельвина.
- 25. (ОБЗ) В ходе распада радиоактивного изотопа его масса m (в мг) уменьшается по закону $m(t)=m_0 \cdot 2^{-\frac{t}{T}}$, где $m_0$ – начальная масса изотопа (в мг), t – время, прошедшее от начального момента, в минутах, T – период полураспада в минутах. В начальный момент времени масса изотопа 100 мг. Период его полураспада составляет 2 минуты. Найдите, через сколько минут масса изотопа будет равна 12,5 мг.
- 26. Установка для демонстрации адиабатического сжатия представляет собой сосуд с поршнем, резко сжимающим газ. При этом объём и давление связаны соотношением $p_1V_1^{1,4} = p_2V_2^{1,4}$, где $p_1$ и $p_2$ – давление газа (в атмосферах) в начальном и конечном состояниях, $V_1$ и $V_2$ – объём газа (в литрах) в начальном и конечном состояниях. Изначально объём газа равен 224 л, а давление газа равно одной атмосфере. До какого объёма нужно сжать газ, чтобы давление в сосуде стало 128 атмосфер? Ответ дайте в литрах.
- 27. (ОБЗ) При адиабатическом процессе для идеального газа выполняется закон $pV^k = 4,86 \cdot 10^5$ Па$\cdot$м$^3$, где p - давление в газе (в Па), V - объём газа (в м$^3$), $k = \frac{4}{3}$. Найдите, какой объём V (в м$^3$) будет занимать газ при давлении p, равном $3,75 \cdot 10^6$ Па.
- 28. (ОБЗ) Водолазный колокол, содержащий u=3 моля воздуха при давлении $p_1$=1,4 атмосферы, медленно опускают на дно водоёма. При этом происходит изотермическое сжатие воздуха до конечного давления $p_2$. Работа, совершаемая водой при сжатии воздуха, определяется выражением $A = \alpha uTlog_2\frac{p_2}{p_1}$, где $\alpha = 10,9 \frac{Дж}{моль \cdot К}$ - постоянная, T=300 К – температура воздуха. Найдите, какое давление $p_2$ (в атм) будет иметь воздух в колоколе, если при сжатии воздуха была совершена работа в 29 430 Дж.
- 29. (ОБЗ) Водолазный колокол, содержащий в начальный момент времени u=3 моль воздуха объёмом $V_1$=16 л, медленно опускают на дно водоёма. При этом происходит изотермическое сжатие воздуха до конечного объёма $V_2$ (в л). Работа, совершаемая водой при сжатии воздуха, вычисляется по формуле $A = \alpha uTlog_2\frac{V_1}{V_2}$, где $\alpha = 9,9 \frac{Дж}{моль \cdot К}$ - постоянная, T=300 K – температура воздуха. Найдите, какой объём $V_2$ будет занимать воздух в колоколе, если при сжатии воздуха была совершена работа в 26 730 Дж. Ответ дайте в литрах.
- 30. Ёмкость высоковольтного конденсатора в телевизоре С=2$\cdot$10$^{-6}$ Ф. Параллельно с конденсатором подключён резистор с сопротивлением R = 2$\cdot$10$^{6}$ Ом. Во время работы телевизора напряжение на конденсаторе U$_0$ = 36 кВ. После выключения телевизора напряжение на конденсаторе убывает до значения U (кВ) за время, определяемое выражением $t = \alpha R C log_2\frac{U_0}{U}$ (с), где $\alpha$ = 2 - постоянная. Определите наибольшее возможное напряжение на конденсаторе, если после выключения телевизора прошло не менее 16 секунд.
