Солнечная энергия и излучение
1. Какую часть энергии, получаемой от солнца каждую секунду, излучал бы земной шар, если бы поверхность везде имела
1. Какую часть энергии, получаемой от солнца каждую секунду, излучал бы земной шар, если бы поверхность везде имела температуру 0°С и коэффициент поглощения равен 1? При этом солнечная постоянная w0 = 1,39 × 10^3 Вт/м.
2. Какое количество энергии излучает солнце за 1 минуту, если считать его излучение близким к излучению абсолютно черного тела? При этом предполагается, что температура поверхности солнца составляет 5800 K.
3. Если считать солнце черным телом и учесть, что его максимальная спектральная плотность энергетической светимости соответствует определенной длине волны, то какая это длина волны?
2. Какое количество энергии излучает солнце за 1 минуту, если считать его излучение близким к излучению абсолютно черного тела? При этом предполагается, что температура поверхности солнца составляет 5800 K.
3. Если считать солнце черным телом и учесть, что его максимальная спектральная плотность энергетической светимости соответствует определенной длине волны, то какая это длина волны?
27.11.2024 11:41
Написать свой ответ:
Описание:
1. Чтобы найти часть энергии, излучаемую Землей при заданных условиях, мы можем использовать закон Стефана-Больцмана. Согласно этому закону, мощность излучения тела связана с его температурой следующим образом: P = εσT^4, где P - мощность излучения, ε - коэффициент поглощения, σ - постоянная Стефана-Больцмана, T - температура. Для Земли предполагается, что она поглощает всю энергию от Солнца, поэтому ε = 1. Мощность излучения Земли можно найти, зная солнечную постоянную w0 = 1,39 × 10^3 Вт/м² и приняв во внимание, что поверхность Земли является сферой: P = 4πR²w0, где R - радиус Земли. Чтобы найти долю энергии, излучаемую Землей, используем формулу: доля = P / (4πR²w0).
2. Для определения количества энергии, излучаемого Солнцем за 1 минуту, можно использовать формулу: Энергия = Мощность * Время. Мощность излучения Солнца находится с использованием закона Стефана-Больцмана, так как абсолютно черное тело является относительно точным представлением Солнца. Используем формулу: Мощность = 4πR²σT^4, где R - радиус Солнца, T - температура поверхности Солнца.
3. Для определения длины волны, соответствующей максимальной спектральной плотности энергетической светимости Солнца, можно использовать закон Вина. Формула закона Вина: λ_max = b / T, где λ_max - длина волны, соответствующая максимальной спектральной плотности, b - постоянная Вина, T - температура поверхности Солнца.
Например:
1. Для первой задачи мы можем использовать формулу для нахождения доли энергии, излучаемой Землей: доля = P / (4πR²w0). Известно, что солнечная постоянная w0 = 1,39 × 10^3 Вт/м², можно также использовать радиус Земли R = 6,371 x 10^6 м для расчета. Для нахождения мощности излучения Земли, используется формула P = 4πR²w0. Подставив значения, мы можем найти требуемую долю энергии.
Совет:
Для лучшего понимания темы солнечной энергии и излучения, рекомендуется изучить физические законы, связанные с этой темой, такие как закон Стефана-Больцмана и закон Вина. Также полезно ознакомиться с основными понятиями, такими как солнечная постоянная, радиус Земли и радиус Солнца.
Упражнение:
Что является основным предположением при определении доли энергии, излучаемой Землей при заданных условиях?