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
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
для того, чтобы расплавить лед, имеющий температуру -10 градусов, необходимо его нагреть до 0 градусов, а затем расплавить.
при собственно плавлении поглощается количество теплоты q1 = l*m, где l - удельная теплота плавления льда (3.34 * 10^5 дж/кг).
таким образом q1 = 5*3.334*10^5 ; q1=166,7*10^4(дж).
общее количество теплоты на процесс нагревание + плавление будет
q=q1 + q2, где q2=m*c*(t2-t1) - где с - удельная теплоемкость льда (2,06*10^3 дж/(кг·к) ), а t2-t1 - разность температур, равная 10 градусов.
таким образом q2=5*10*2.06*10^3; q2=10.3*10^4(дж).
q=166.7*10^4 + 10.3*10^4; q=177*10^4 (дж).
ответ: на весь процесс нагревания и плавления льда потребуется 177*10^4 (дж), из которых на плавлении при 0 градусах - 166.7*10^4(дж).
надеюсь