Fizică Alte teme
Exercitii cu corpuri negre radiatie termica
Exercițiile cu corpul negru și radiația termică se concentrează pe aplicarea legii lui Planck și a legii lui Stefan-Boltzmann. Corpul negru este un model fizic ideal care absoarbe toată radiația incidentă și emite radiație termică în funcție de temperatură. Rezolvarea exercițiilor implică calcularea puterii emise, a lungimii de undă maxime sau a temperaturii.
Tipuri comune de exerciții
- Calculul puterii radiate Folosești legea lui Stefan-Boltzmann: P = σ * A * T⁴, unde σ = 5.67×10⁻⁸ W/m²K⁴, A este aria suprafeței, T temperatura în Kelvin. Exemplu: un corp negru cu A = 2 m² și T = 1000 K are P = 5.67×10⁻⁸ * 2 * (1000)⁴ = 113.4 W.
- Determinarea lungimii de undă maxime Aplici legea deplasării lui Wien: λ_max = b / T, cu b = 2.9×10⁻³ m·K. Pentru Soare (T ≈ 5800 K), λ_max ≈ 2.9×10⁻³ / 5800 = 5×10⁻⁷ m (500 nm, lumină verde).
- Probleme de temperatură și energie Calculezi temperatura din puterea emisă sau energia necesară pentru încălzire. De exemplu, dacă P = 500 W și A = 0.5 m², din P = σAT⁴ obții T = (P/(σA))^(1/4) ≈ (500/(5.67×10⁻⁸*0.5))^(1/4) ≈ 1000 K.
Pași pentru rezolvare
- 1 Identifică datele Notează mărimile cunoscute: temperatură (T), arie (A), putere (P), lungime de undă (λ). Transformă în unități SI (Kelvin, metri, wați).
- 2 Alege formula corectă Pentru putere: P = σAT⁴. Pentru λ_max: λ_max = b/T. Pentru distribuția spectrală (avansat): legea lui Planck.
- 3 Rezolvă numeric Înlocuiește valorile și calculează. Verifică ordinul de mărime: pentru corpuri obișnuite, T este 300-6000 K, P în wați, λ în nanometri.
Exersează cu temperaturi extreme (ex: 100 K pentru spațiu, 6000 K pentru stele) pentru a înțelege scala fenomenelor.