Определить температуру абсолютно черной теплопроводящей пластинки, расположенной за пределами земной атмосферы перпендикулярно к лучам Солнца, если при этом на каждый 1 см2 ежеминутно падает 8,2 Дж энергии. Излучение считать равновесным.
Сначала для ориентировки определи мощность падающей световой энергии:
8,2 Дж / 60 с = 0,1366 Вт/кв. см = 1366 Вт/кв. м. Это правильные данные: именно такой поток лучистой энергии идет от Солнца. Теперь можно решать задачу.
Куда, будем считать, девается излучение пластинки: диффузно только в переднюю полусферу (в сторону Солнца) или во всю сферу? То есть делим либо на 2пи, либо на 4пи.
Таким образом, поток от пластинки распространяется в большем сферическом угле и потому ее температура будет относиться к температуре Солнца так:
Тс = 2пи*Тп (или 4пи) . Это если излучение от пластинки идет в пространство с абсолютной температурой = 0: Тп = Тс /2пи.
А если не 0, а температура Вселенной Тв, то надо найти разность Тс – Тв, а потом добавить Тв:
Тп = (Тс – Тв) / 2пи + Тв
Или 4пи. Самое главное, должен сохраняться баланс получаемой и отдаваемой энергий, иначе будет происходить переходной процесс: пластинка будет нагреваться или остывать в зависимости от ее начальной температуры.
⇢