Начальная температура абсолютно чёрного тела Т1 = 400 К за время ∆t = 10 с линейно уменьшилась до Т2 = 300 К. За это время излучилось количество энергии равное Е = 100 Дж. Найти площадь тела.

Добрый день! Давайте решим эту задачу пошагово.

1. В начале мы имеем начальную температуру абсолютно чёрного тела Т1 = 400 К и конечную температуру Т2 = 300 К, а также известное количество излученной энергии Е = 100 Дж. Наша задача - найти площадь тела.

2. Для начала вспомним, что абсолютно черное тело является идеализированным телом, которое полностью поглощает и излучает энергию. Это значит, что закон Стефана-Больцмана может быть применен в этой задаче.

Закон Стефана-Больцмана гласит, что мощность излучения такого тела пропорциональна четвертой степени его абсолютной температуры и площади поверхности:

P = εσAT^4,

где P - мощность излучения, ε - эмиссионная способность, σ - постоянная Стефана-Больцмана, A - площадь поверхности тела, T - абсолютная температура.

3. В нашей задаче известны начальная температура Т1, конечная температура Т2 и количество излученной энергии Е. Путем алгебраических преобразований можем записать:

P1∆t - P2∆t = Е,

где P1 и P2 - мощности излучения тела в начале и в конце соответственно, а ∆t - время, за которое происходит изменение температуры.

4. Подставим выражение для мощности из пункта 2 в уравнение из пункта 3:

εσA(T1^4 - T2^4)∆t = Е.

5. Теперь выразим площадь A:

A = Е / (εσ(T1^4 - T2^4)∆t).

6. Подставим известные значения в это выражение:

A = 100 / (εσ(400^4 - 300^4) * 10).

7. Осталось только вычислить это выражение используя значения для постоянной Стефана-Больцмана (σ) и эмиссионной способности (ε). Значения для этих констант можно найти в учебниках или ресурсах по физике.

Итак, шаги для решения данной задачи:

1. Запишите начальную температуру T1, конечную температуру T2 и количество излученной энергии Е.
2. Используйте закон Стефана-Больцмана, чтобы записать уравнение для мощности излучения тела в начале и в конце ∆t.
3. Подставьте это уравнение в выражение для площади.
4. Подставьте известные значения в это выражение и вычислите площадь.

Надеюсь, я смог обосновать каждый шаг и сделать решение понятным для вас, школьника! Если у вас остались вопросы, не стесняйтесь задавать их.