НОФ 2013, II кръг (областен), 10–12 клас — Задача 2. Инфрачервена печка

Областен кръг на олимпиадата по физика 2013, тема за възрастова група X–XII клас · 24 февруари 2013 г. · 10 т.

Условие

Дадена е инфрачервена печка, съставена от два успоредно свързани нагревателя, представляващи волфрамови нишки с диаметър $d$ и дължина $l$ ($l \gg d$). Печката работи при ефективно напрежение $U = 220\ \mathrm{V}$ и има мощност $P = 2000\ \mathrm{W}$.

Необходими константи:

Константа на Стефан-Болцман: $\sigma = 5{,}67\times10^{-8}\ \mathrm{W/(m^2.K^4)}$;

Константа на Вин: $b = 2{,}9\times10^{-3}\ \mathrm{m.K}$.

а) Намерете съпротивлението $R_1$ на всеки един от нагревателите на печката. [2 т.]

б) Работната температура на нагревателите е $T = 2000\ \mathrm{K}$. Каква е площта $S_1$ на околната повърхнина на всеки един от нагревателите, ако приемем че те излъчват като абсолютно черно тяло? [2 т.]

в) В този режим на работа специфичното електрично съпротивление на волфрама е $\rho = 56{,}7\times10^{-8}\ \Omega.\mathrm{m}$. Намерете диаметъра $d$ и дължината $l$ на всяка нишка. [4 т.]

г) Определете дължината на вълната, съответстваща на максимума на спектъра на излъчване на волфрамовите нишки. [2 т.]

Отговори

Решение

---

Оригинал в Архива: NOF2_2013_10-12problems.pdf · официални решения: NOF2_2013_10-12solutions.pdf