Закон Стефана-Больцмана

249. Яке твердження є визначенням енергетичної світності R_e?

А) Це повна енергія, яку випромінює тіло за одиницю часу.

Б) Це енергія, яку випромінює 1 м² поверхні тіла при зміні його температури на 1 К.

В) Це повна енергія, що випромінює 1 м² поверхні тіла за 1 с у одиничному інтервалі частот

Г) Це енергія, яку випромінює тіло у одиничному інтервалі частот.

Д) Це повна енергія, яку випромінює 1 м² поверхні тіла за 1 с.

250. Як змінюється енергетична світність абсолютно чорного тіла R_e при збільшенні його температури Т?

А) Зростає пропорційно Т⁴. Б) Зростає пропорційно Т². В) Зростає пропорційно Т.

Г) Не змінюється. Д) Зменшується пропорційно Т⁴.

251. Який із виразів являє собою закон Стефана-Больцмана для теплового випромінювання?

А) Б) В) Г) Д)

252. Температура абсолютно чорного тіла збільшилась у 3 рази. Як при цьому зміниться його енергетична світність R_e?

А) Зросте у 9 разів. Б) Зросте у 81 раз. В) Зросте у 3 рази.

Г) Зросте у разів. Д) Зросте у 27 разів.

253. Температура абсолютно чорного тіла зменшилась від 4000 до 2000 К. Як змінилась при цьому його енергетична світність R_e?

А) Збільшилась у 4 рази. Б) Зменшилась у 2 рази. В) Збільшилась у 16 разів.

Г) Зменшилась у 4 рази. Д) Зменшилась у 16 разів.

254. Температура абсолютно чорного тіла підвищилась від 900 до 1800 К. Як змінилась при цьому його енергетична світність R_e?

А) Збільшилась у 4 разів. Б) Збільшилась у 16 раз. В) Збільшилась у 2 рази.

Г) Збільшилась у разів. Д) Збільшилась у 8 разів.

255. Температура абсолютно чорного тіла знизилась від 1500 до 500 К. Як змінилась при цьому його енергетична світність R_e?

А) Зменшилась у 9 разів. Б) Зменшилась у 3 рази. В) Зменшилась у 27 разів.

Г) Зменшилась у 81 рази. Д) Зменшилась у разів.

256. Температура абсолютно чорного тіла підвищилась від 600 до 1800 К. Як змінилась при цьому його енергетична світність R_e?

А) Збільшилась у 81 раз. Б) Збільшилась у 27 разів. В) Збільшилась у 9 разів.

Г) Збільшилась у 3 рази. Д) Збільшилась у разів.

257. Обчислити енергію, що випромінюється з поверхні у 1 см² абсолютно чорного тіла при температурі 1000 К за одну секунду.

А) 21,4 Дж. Б) 12,8 Дж. В) 5,7 Дж. Г) 9,6 Дж. Д) 2,9 Дж.

258. Абсолютно чорне тіло має температуру 1000 К. Якою стане температура тіла, якщо в результаті охолодження потік випромінювання зменшиться у 3 рази?

А) 580 К. Б) 330 К. В) 920 К. Г) 470 К. Д) 760 К.

259. Потужність випромінювання абсолютно чорного тіла дорівнює 34 кВт. Визначте температуру цього тіла, якщо площа його поверхні дорівнює 0,6 м².

А) 1700 К. Б) 1200 К. В) 1400 К. Г) 1000 К. Д) 800 К.

260. Із оглядового віконця печі випромінюється потік енергії 4 кДж за хвилину. Визначте температуру цієї печі, якщо площа віконця дорівнює 8 см².

А) 900 К. Б) 1100 К. В) 1700 К. Г) 600 К. Д) 1400 К.

261. Розжарена металева поверхня площиною 10 см² випромінює за одну хвилину 40 кДж енергії. Вважаючи поверхню абсолютно чорною, визначте її термодинамічну температуру.

А) 2120 К. Б) 2340 К. В) 1850 К. Г) 1480 К. Д) 1190 К.

262. Температура вольфрамової спіралі 25-ватної електричної лампи розжарювання дорівнює 2450 К. Визначити площу поверхні цієї спіралі, вважаючи її абсолютно чорною.

А) 12,2 мм². Б) 4,8 мм². В) 16,3 мм². Г) 9,6 мм². Д) 2,4 мм².

263. Визначте температуру печі, якщо із її отвору розміром 6,1 см² за одну секунду випромінюється енергія 34,8 Дж. (Випромінювання вважати близьким до випромінювання абсолютно чорного тіла).

А) 1700 К. Б) 2000 К. В) 1000 К. Г) 1200 К. Д) 1500 К.

264. Поверхня тіла нагріта до температури 1000 К. Потім одна половина цієї поверхні нагрівають на 100 К, а друга охолоджується на 100 К. У скільки разів зміниться при цьому енергетична світність поверхні цього тіла?

А) Збільшиться у 1,6 рази. Б) Зменшиться у 1,1 рази. В) Збільшиться у 2,1 рази.

Г) Зменшиться у 1,6 разів. Д) Збільшиться у 1,1 рази.

265. Абсолютно чорне тіло має температуру 500 К. Якою стане температура цього тіла, якщо внаслідок нагрівання потік його випромінювання збільшиться у 5 разів?

А) 748 К. Б) 634 К. В) 515 К. Г) 928 К. Д) 862 К.

266. Абсолютно чорне тіло має температуру 800 К. Якою стане температура цього тіла, якщо внаслідок охолодження потік його випромінювання зменшиться у 10 разів?

А) 640 К. Б) 280 К. В) 720 К. Г) 450 К. Д) 160 К.

267. Початкова температура тіла 423 К. На скільки потрібно підвищити його температуру, щоб потужність його випромінювання збільшилась у 4 рази?

А) На 62 К. Б) На 146 К. В) На 173 К. Г) На 423 К. Д) На 212 К.

268. Яку потужність треба підводити до зачерненої кульки радіусом 2 см, щоб підтримувати його температуру на 27 К вищою від температури навколишнього середовища, яка становить 20⁰С? Вважати, що тепло втрачається тільки завдяки випромінюванню.

А) 9 Вт. Б) 3 Вт. В) 6 Вт. Г) 2 Вт. Д) 1 Вт.

269. Температура верхніх шарів зірки Сиріус дорівнює 10³ К. Вважаючи цю поверхню абсолютно чорним тілом, визначити потік енергії, який випромінюється з поверхні площею 1 км² цієї зірки.

А) 5,67×10¹⁰ Вт. Б) 2,83×10⁹ Вт. В) 1,42×10¹² Вт. Г) 8,58×10⁸ Вт. Д) 1,16×10¹¹ Вт.

270. Яку кількість енергії випромінює 1 см² поверхні свинцю, який твердіє, за одну секунду, якщо температура його плавлення становить 600 К? Вважати його поверхню абсолютно чорним тілом.

А) 3,28 Дж. Б) 0,36 Дж. В) 1,44 Дж. Г) 0,73 Дж. Д) 6,11 Дж.

271. Визначити кількість теплоти, яку випромінює поверхня розплавленої платини площею 100 см² за 1 хвилину, якщо її температура становить 1770⁰С.

А) 518 кДж. Б) 246 кДж. В) 334 кДж. Г) 652 кДж. Д) 427 кДж.

272. Діаметр спіралі у електричній лампі дорівнює 0,3 мм, а її довжина 5 см. При вмиканні до мережі у 127 В, через лампу тече струм 0,31 А. Вважаючи спіраль абсолютно чорним тілом, визначте її температуру після встановлення рівноваги.

А) 2140 К. Б) 1690 К. В) 1820 К. Г) 1380 К. Д) 1960 К.

273. У скільки разів збільшиться потужність випромінювання абсолютно чорного тіла, якщо максимум енергії випромінювання зміщується від червоної межі видимого спектра (l₁=0,76 мкм) до його фіолетової межі (l₂=0,38 мкм)?

А) У 8 разів. Б) У 2 рази. В) У 4 рази. Г) У 16 разів. Д) У 24 рази.

274. У скільки разів збільшиться сумарна потужність випромінювання абсолютно чорного тіла, якщо його температура збільшиться від 500 К до 1300 К?

А) У 62 рази. Б) У 46 разів. В) У 14 разів. Г) У 23 рази. Д) У 34 рази.

275. Потужність випромінювання Сонця становить 4×10²⁶ Вт, а його температура 6000 К. Чому б дорівнювала його потужність випромінювання, якщо б його розміри збереглись, але воно охололо б до температури червоного надгіганта Бетельгейзе (Т=3000 К)?

А) 2,5×10¹⁹ МВт. Б) 7,9×10²¹ МВт. В) 1,2×10²² МВт. Г) 6,4×10¹⁸ МВт. Д) 2,5×10²⁰ МВт.

276. Потужність Сонця 4×10²⁶ Вт, а його діаметр 1,4×10⁶ км. Чому дорівнювала б потужність випромінювання Сонця, якщо б воно зберегло свою температуру (6000 К), але зменшило розміри до діаметра нейтронної зірки (D=14 км.)?

А) 5×10¹¹ МВт. Б) 2×10¹⁴ МВт. В) 6×10¹² МВт. Г) 8×10¹⁶ МВт. Д) 4×10¹⁰ МВт.

277. Потужність випромінювання Сонця становить 4×10²⁶ Вт, а його температура 6000 К. Чому б дорівнювала його потужність випромінювання, якщо б його розміри збереглись, але воно охололо б до температури оранжевої t-Кита (Т=4500 К)?

А) 2,5×10¹⁹ МВт. Б) 8,5×10²² МВт. В) 4,8×10²¹ МВт. Г) 1,3×10²⁰ МВт. Д) 6,4×10¹⁸ МВт.

278. Потужність Сонця 4×10²⁶ Вт, а його діаметр 1,4×10⁶ км. Чому дорівнювала б потужність випромінювання Сонця, якщо б воно зберегло свою температуру (6000 К), але зменшило розміри до діаметра білого карлика (D=1400 км)?

А) 4×10¹² МВт. Б) 4×10¹⁶ МВт. В) 4×10¹⁴ МВт. Г) 4×10²⁰ МВт. Д) 4×10¹⁸ МВт.

279. Потужність випромінювання Сонця становить 4×10²⁶ Вт, а його температура 6000 К. Чому б дорівнювала його потужність випромінювання, якщо б його розміри збе-реглись, але воно нагрілось би до температури 12000 К білого карлика Сиріуса?

А) 2,5×10²¹ МВт. Б) 6,4×10²¹ МВт. В) 7,9×10¹⁹ МВт. Г) 9,2×10¹⁸ МВт. Д) 1,5×10²⁰ МВт.

280. Потужність Сонця 4×10²⁶ Вт, а його діаметр 1,4×10⁶ км. Чому дорівнювала б потужність випромінювання Сонця, якщо б воно зберегло свою температуру (6000 К), але збільшило розміри до діаметра оранжевого гіганта Арктура (D=14×10⁷ км)?

А) 4×10²⁴ МВт. Б) 4×10²⁶ МВт. В) 4×10²⁰ МВт. Г) 4×10²² МВт. Д) 4×10¹⁸ МВт.

281. Потужність випромінювання Сонця становить 4×10²⁶ Вт, а його температура 6000 К. Чому б дорівнювала його потужність випромінювання, якщо б його розміри збереглись, але воно нагрілось би до температури блакитного гіганта s-Оріона (Т=30000 К?

А) 4,2×10²⁴ МВт. Б) 7,9×10²¹ МВт. В) 6,4×10²² МВт. Г) 3,6×10²⁰ МВт. Д) 2,5×10²³ МВт.

282. Потужність Сонця 4×10²⁶ Вт, а його діаметр 1,4×10⁶ км. Чому дорівнювала б потужність випромінювання Сонця, якщо б воно зберегло свою температуру (6000 К), але збільшило розміри до діаметра червоного надгіганта (D=14×10⁸ км)?

А) 4×10²⁰ МВт. Б) 4×10²⁸ МВт. В) 4×10²⁶ МВт. Г) 4×10²⁴ МВт. Д) 4×10²² МВт.

283. Визначити енергію, яку випромінює 1 м² поверхні Сонця за 1 хвилину, якщо температура його поверхні дорівнює 5800 К. Вважати, що Сонце випромінює, як абсолютно чорне тіло.

А) 1940 МДж. Б) 7720 МДж. В) 3850 МДж. Г) 9470 МДж. Д) 5290 МДж.

284. Яку кількість енергії випромінює Сонце за одну хвилину? Температура поверхні Сонця становить 5800 К, а його радіус 7×10⁸ м. (Випромінювання Сонця вважати близьким до випромінювання абсолютно чорного тіла).

А) 1,2×10²⁴ Дж. Б) 4,8×10³⁰ Дж. В) 7,2×10²² Дж. Г) 9,6×10²⁶ Дж. Д) 2,4×10²⁸ Дж.

285. Визначте, на скільки зменшується маса Сонця щосекунди завдяки тепловому випромінюванню? Температура Сонця дорівнює 5800 К, а його радіус 7×10⁸ м. (Засто сувати формулу зв¢язку між зміною маси системи та зміною її енергії DЕ= =Dm×c²).

А) 5,6×10⁷ кг. Б) 2,1×10⁶ кг. В) 8,3×10¹⁰ кг. Г) 4,4×10⁹ кг. Д) 6,9×10⁸ кг.

286. Потужність Сонця становить 3,9×10²⁶ Вт, а його маса дорівнює 1,97×10³⁰ кг. Вважаючи випромінювання Сонця постійним, визначити, за який проміжок часу його маса зменшиться вдвічі? (Застосувати формулу Ейнштейна зв¢язку між зміною маси системи та зміною її енергії DЕ=Dm×c²).

А) 3,6×10¹⁰ років. Б) 7,2×10¹² років. В) 8,4×10¹¹ років. Г) 2,1×10⁹ років. Д) 1,3×10¹³ років.

287. Потужність Сонця дорівнює 3,9×10²⁶ Вт. Визначте сонячну сталу W₀ для Землі (кількість променистої енергії, яку випромінює Сонце за 1 с на площу у 1 м² поверхні Землі, перпендикулярну сонячним променям). Відстань від Землі до Сонця дорівнює 1,5×10¹¹ м.

А) 1,4×10³ Вт/м². Б) 5,1×10⁵ Вт/м². В) 7,9×10⁴ Вт/м². Г) 2,7×10² Вт/м². Д) 4,3×10⁵ Вт/м².