Какая температура нити накала 60-ваттной вольфрамовой лампы накаливания при площади поверхности s=0,5

Тема урока: Расчет температуры нити накала вольфрамовой лампы

Инструкция:
Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать закон Стефана-Больцмана и формулу поглощения, связанные с температурой и мощностью излучения тела.

Закон Стефана-Больцмана утверждает, что количество излучаемой энергии пропорционально четвертой степени температуры тела. Формула закона Стефана-Больцмана выглядит следующим образом:

E = σ * T^4

где E - мощность излучения, T - температура тела, σ - постоянная Стефана-Больцмана (σ = 5,67 * 10^-8 Вт/(м^2 * К^4)).

Формула поглощения позволяет нам найти мощность излучения исходя из поступающей мощности (P) и коэффициента поглощения (α):

E = α * P

Теперь мы можем объединить эти формулы, чтобы найти температуру нити накала вольфрамовой лампы. У нас есть следующие данные: мощность (P = 60 Вт), площадь поверхности нити накала (s = 0,5 см^2 = 0,0005 м^2) и коэффициент поглощения вольфрама (αт = 0,6).

Как только мы найдем мощность излучения E, мы сможем вычислить температуру T, используя закон Стефана-Больцмана.

Пример:
Дано:
Мощность P = 60 Вт,
Площадь поверхности s = 0,5 см^2 = 0,0005 м^2,
Коэффициент поглощения αт = 0,6.

Решение:
Сначала найдем мощность излучения E:
E = α * P = 0,6 * 60 = 36 Вт.

Теперь найдем температуру T с помощью закона Стефана-Больцмана:
T^4 = E / σ = 36 / (5,67 * 10^-8) ≈ 6,34 * 10^8.
T ≈ (6,34 * 10^8)^(1/4) ≈ 862,2 К.

Температура нити накала вольфрамовой лампы составляет около 862,2 К.

Совет:
Для лучшего понимания этих формул, рекомендуется ознакомиться с разделами, посвященными закону Стефана-Больцмана и поглощению излучения, а также изучить примеры решения подобных задач.

Задача на проверку:
Дана вольфрамовая лампа накаливания мощностью 100 Вт и с коэффициентом поглощения вольфрама 0,8. Найдите температуру нити накала, если площадь поверхности нити равна 0,2 см^2.