Пренебрегая потерями на теплопроводность, подсчитать мощность электрического тока, необходимую для накаливания нити диаметром 1 мм и длиной 20 см до температуры 2500 К, если коэффициент черноты 0,5. Считать, что по установлении равновесия все выделяющиеся в нити тепло теряется лучеиспусканием.

17 Июн 2019 в 19:44
368 +1
2
Ответы
1

Для расчета мощности электрического тока, необходимого для накаливания нити, используем закон Стефана-Больцмана, который описывает излучение черного тела:

P = ε σ A * ΔT^4

где P - мощность излучаемого тепла, ε - коэффициент черноты 0,50,50,5, σ - постоянная Стефана-Больцмана 5,67∗10−8Вт/м2K45,67 * 10^-8 Вт/м^2K^45,67108Вт/м2K4, A - площадь поверхности нити, ΔT - разница в температуре между нитью и окружающей средой 2500K2500 K2500K, выраженная в Кельвинах.

Площадь поверхности нити можно выразить через длину и диаметр:

A = π d L

где d - диаметр нити 1мм=0,001м1 мм = 0,001 м1мм=0,001м, L - длина нити 20см=0,2м20 см = 0,2 м20см=0,2м.

Подставляем все значения в формулу:

A = π 0,001 м 0,2 м = 6,28 * 10^-4 м^2

ΔT = 2500 K

P = 0,5 5,67 10^-8 Вт/м^2K^4 6,28 10^-4 м^2 * 2500K2500 K2500K^4 ≈ 0,97 Вт

Таким образом, мощность электрического тока, необходимая для накаливания нити до температуры 2500 К, составляет около 0,97 Вт.

21 Апр 2024 в 00:59
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир