НОФ 2011, II кръг (областен), 10–12 клас — Задача 2

Олимпиада по физика 2011, областен кръг, тема за X – XII клас · 19 март 2011 г. · 10 т.

Условие

Полезна формула: Площта на сфера с радиус $R$ е $S = 4\pi R^{2}$.

Основни константи:

Константа на Стефан-Болцман,	$\sigma = 5{,}67\cdot 10^{-8}\ \dfrac{\mathrm{W}}{\mathrm{m^{2}K^{4}}}$;
Константа на Вин,	$b = 2{,}90\cdot 10^{-3}\ \mathrm{m\cdot K}$;
Разстояние от Земята до Слънцето,	$r = 1{,}5.10^{11}$ m;
Радиус на Слънцето,	$R = 7{,}0.10^{8}$ m.

а) Установено е, че максимумът в спектъра на излъчване на Слънцето е при дължина на вълната $\lambda$ = 500 nm. Ако приемете, че Слънцето излъчва като абсолютно черно тяло, пресметнете температурата $T$ върху повърхността на Слънцето. [2 т.]

б) Колко вата е мощността $P$ на излъчване на Слънцето, т.е. енергията, която Слънцето излъчва за единица време. [2 т.]

в) Комуникационен спътник обикаля около Земята. Той се захранва с електричество от светлинен панел с площ $S$ = 10 m$^2$, който през цялото време е ориентиран перпендикулярно на слънчевите лъчи. В електроенергия се преобразуват $\eta$ = 20% от попадналата върху панела светлинна енергия. Намерете максималната мощност $P_{\max}$ на електроуредите, които могат да се захранват от панела. Приемете, че спътникът не преминава през сянката на Земята. [3,5 т.]

г) Ако приемете, че Земята поглъща изцяло попадналото върху нея слънчево лъчение, пресметнете средната температура $T_3$ на Земята. Приемете, че температурата е еднаква по цялата земна повърхност. [2,5 т.]

Отговори

Решение

---

Оригинал в Архива: NOF2_2011_10-12problems.pdf · официални решения: NOF2_2011_10-12solutions.pdf