Железная пластинка, охладившись до 0 градусов (тепловое равновесие со льдом), отдаст количество тепла, равное Q=c*m*(T2-T1)=460*0,2*(100-0)=9200. Здесь 460 Дж/(кг*гр) - удельная теплоёмкость железа, 0,2 - масса железной пластинки в килограммах.
Это количество теплоты пойдет на топление льда. Количество теплоты, нужное для топления льда, составляет Q=λ*m, где λ - удельная теплота плавления льда, равная 340 000 Дж/кг, отсюда m=Q/λ=9200/340000=0,027 кг или 27 грамм.
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
ответ, проверенный экспертом
5,0/5
2
Mikle2005hru
главный мозг
761 ответов
237.8 тыс. пользователей, получивших
Железная пластинка, охладившись до 0 градусов (тепловое равновесие со льдом), отдаст количество тепла, равное Q=c*m*(T2-T1)=460*0,2*(100-0)=9200. Здесь 460 Дж/(кг*гр) - удельная теплоёмкость железа, 0,2 - масса железной пластинки в килограммах.
Это количество теплоты пойдет на топление льда. Количество теплоты, нужное для топления льда, составляет Q=λ*m, где λ - удельная теплота плавления льда, равная 340 000 Дж/кг, отсюда m=Q/λ=9200/340000=0,027 кг или 27 грамм.
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