Мощность P = 6 Вт, площадь пластины S = 10 см², коэффициент отражения R = 0.6
Пусть за время Δt на пластину упали N фотонов, общая энергия всех фотонов E = P Δt, энергия каждого фотона (в предположении, что свет монохроматический) e = E/N = P Δt/N. Импульс каждого налетающего фотона равен п = e/c. Посчитаем, какой импульс налетающие фотоны передали пластине. - Отражённые фотоны (их было RN) передают пластине импульс Δп = 2п - Поглощённые фотоны (их было (1-R)N) передают платине импульс Δп = п Суммарно за время Δt пластине будет передан импульс ΔП = RN * 2п + (1-R)N * п = пN * (2R + 1 - R) = (1 + R) пN = (1 + R) (P/c) Δt
Сила F, действующая на пластину, по второму закону Ньютона F = ΔП / Δt = (1 + R) * P/c
Давление - сила, отнесённая к площади: p = F/S = (1 + R) * P / cS = 1.6 * 6 / (3*10^8 * 10*10^-4) = 3.2*10^-5 Па = 32 мкПа
Вопрос : На сколько градусов поднимется температура стальной детали массой 8,4 кг, если ей передать такое же количество теплоты , которое необходимо для нагревания 500 г воды на 15 градусов.
Пусть
m1 - масса стальной детали
m2 - масса воды
с1 - теплоемкость стали 500 Дж/°C/кг
с2 - теплоемкость воды 4200 Дж/°С/кг
t1 - искомое изменение температуры стальной детали
t2 - изменение температуры воды
Для нагрева воды потребуется количество теплоты равное
Q2=с2*m2*t2
Такое же количество теплоты по условию пойдет на нагревание стальной детали
Q1=с1*m1*t1
Откуда
с2*m2*t2 = c1*m1*t1
Искомое изменение температуры стальной детали
t1 = с2*m2*t2/(c1*m1) = 4200*0.5*15/(8.4*500) = 7.5 °C
Пусть за время Δt на пластину упали N фотонов, общая энергия всех фотонов E = P Δt, энергия каждого фотона (в предположении, что свет монохроматический) e = E/N = P Δt/N. Импульс каждого налетающего фотона равен п = e/c. Посчитаем, какой импульс налетающие фотоны передали пластине.
- Отражённые фотоны (их было RN) передают пластине импульс Δп = 2п
- Поглощённые фотоны (их было (1-R)N) передают платине импульс Δп = п
Суммарно за время Δt пластине будет передан импульс ΔП = RN * 2п + (1-R)N * п = пN * (2R + 1 - R) = (1 + R) пN = (1 + R) (P/c) Δt
Сила F, действующая на пластину, по второму закону Ньютона
F = ΔП / Δt = (1 + R) * P/c
Давление - сила, отнесённая к площади:
p = F/S = (1 + R) * P / cS = 1.6 * 6 / (3*10^8 * 10*10^-4) = 3.2*10^-5 Па = 32 мкПа
ответ. p = 32 мкПа
Вопрос : На сколько градусов поднимется температура стальной детали массой 8,4 кг, если ей передать такое же количество теплоты , которое необходимо для нагревания 500 г воды на 15 градусов.
Пусть
m1 - масса стальной детали
m2 - масса воды
с1 - теплоемкость стали 500 Дж/°C/кг
с2 - теплоемкость воды 4200 Дж/°С/кг
t1 - искомое изменение температуры стальной детали
t2 - изменение температуры воды
Для нагрева воды потребуется количество теплоты равное
Q2=с2*m2*t2
Такое же количество теплоты по условию пойдет на нагревание стальной детали
Q1=с1*m1*t1
Откуда
с2*m2*t2 = c1*m1*t1
Искомое изменение температуры стальной детали
t1 = с2*m2*t2/(c1*m1) = 4200*0.5*15/(8.4*500) = 7.5 °C