החדר נמצא בטמפרטורה קבועה של 300 K. חמה חמה בחדר הוא בטמפרטורה של 400 K ומאבד אנרגיה על ידי קרינה בקצב של P. מהו שיעור אובדן האנרגיה של hotplate כאשר הטמפרטורה שלה הוא 500 K?

תשובה:

(ד) #P '= (frac {5 ^ 4-3 ^ 4} {4 ^ 4-3 ^ 4}) P #

הסבר:

גוף בעל טמפרטורת אפס בו זמנית פולט וקולט כוח. אז את אובדן כוח תרמי נטו הוא ההבדל בין הכוח התרמי הכולל הקרינה על ידי האובייקט ואת הכוח כוח תרמי הכולל הוא סופג מן הסביבה.

#P_ {Net} = P_ {rad} - P_ {abs} #,

# P_ {נטו} = sigma A T ^ 4 - sigma A T_a ^ 4 = sigma A (T ^ 4-T_a ^ 4) # #

איפה, # T # - טמפרטורת הגוף (בקלבינס);

# T_a # - טמפרטורת הסביבה (בקלבינס)

# A # - שטח פני השטח של האובייקט המקרין (ב # m ^ 2 #), # sigma # סטפן-בולצמן.

#P = sigma A (400 ^ 4-300 ^ 4); #

#P '= sigma A (500 ^ 4-300 ^ 4); #

# = ביטול {sigma A} (400 ^ 4-300 ^ 4)} = frac {/ p = frac {/ ביטול { sigma A} (500 ^ 4-300 ^ 4)} { 5 ^ 4-3 ^ 4} {4 ^ 4-3 ^ 4} #

#P '= (frac {5 ^ 4-3 ^ 4} {4 ^ 4-3 ^ 4}) P #