В жаркий день с целью остудить воду смешивают 200 г воды при температуре 25 0С и 400 г льда при температуре –40 0С. Определите массы льда и воды в конечном состоянии при температуре 0 0С. Удельная теплоёмкость воды с1 = 4,19 · 103 Дж/(кг·К), льда с2 = 2,12 · 103 Дж/(кг·К), удельная теплота плавления льда = 330 · 103 Дж/кг.
Дано:
T = 3000 K = 3*10³ K
Т(C) = 6000 К = 6*10³ К
σ = 5,67*10^(-8) Вт/(м²*К⁴)
i - ?
При том же размере мощность излучения Солнца с 1 м² его поверхности была бы (по закону Стефана-Больцмана):
i = σT⁴ = 5,67*10^(-8)*(3*10³)⁴ = 4,5927*10⁶ = 4,6 МВт/м²
Сравним с действующей мощностью (температура Солнца равна примерно 6000 К):
i(С) = σT(C)⁴ = 5,67*10^(-8)*(6*10³)⁴ = 73,5 МВт/м²
4,6 < 73,5 - следовательно, при меньшей мощности Солнца климат нашей планеты был бы гораздо гораздо холоднее.
ответ: 4,6 МВт/м².