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
Q (количество теплоты) на плавление потребуется 340 КДж, а на испарение воды (Q1) взятой при 0 градусов по Цельсия - 2720 КДж или 2,72 М (мега) Дж. Всего потребуется (Qобщее) 3060 КДж или 3,06 МДж или 3060000 Дж.
Решение: Qобщее = Q + Q1; Q = температура плавления умножить на массу воды (лямда m (масса)); Q1 = Q2 (Нагревание) + Q3 (Испарение); Q2 = с (Удельная теплоёмкость) m (t2 - t1) Q3 = r(у кого-то в учебниках L (Удельная теплота парообразования)) m
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
Решение:
Qобщее = Q + Q1;
Q = температура плавления умножить на массу воды (лямда m (масса));
Q1 = Q2 (Нагревание) + Q3 (Испарение);
Q2 = с (Удельная теплоёмкость) m (t2 - t1)
Q3 = r(у кого-то в учебниках L (Удельная теплота парообразования)) m
Q =340000 Дж х 1 кг = 340000 Дж = 340 КДж
Q2 = 4200 х 1 кг (100 - 0) = 420000 Дж = 420 Кдж
Q3 = 2300000 Дж/кг х 1 кг = 2300000 Дж = 2300 КДж
Q1 = 420 КДж + 2300 КДж = 2720 КДж
Qобщее = 340 КДж + 2720 КДж = 3060 КДж = 3,06 МДж
ответ: Q = 3,06 МДж.