Форум сайта alsak.ru
Задачи и вопросы по физике => Оптика. СТО => Фотометрия => : Антон Огурцевич 26 April 2016, 12:06
-
Какое количество теплоты излучает 1 м2 поверхности тела лошади за час, если температура воздуха в конюшне 15°С, а температуру кожи лошади принять в среднем 37°С. Приведённый коэффициент излучения кожи равен δ = 4,9*10-8 Вт/м2*К4. Биофизика. Сделать рисунок.
-
Решение: энергия, излучаемая поверхностью тела, площадью S за время t равна
\[ W=R\cdot S\cdot t. \]
По закону Стефана-Больцмана энергетическая светимость R серого тела (реальные тела считают серыми)
\[ R=\alpha \cdot \sigma \cdot {{T}^{4}}, \]
здесь T – абсолютная температура, σ = 5,67•10–8 Вт/(м²•К4) – постоянная Стефана-Больцмана, α – коэффициент поглощения (степень черноты) серого тела, S – площадь поверхности. Причём, произведение α•σ = δ – приведённый коэффициент излучения (поглощения). Тогда
\[ W=\delta \cdot {{T}^{4}}\cdot S\cdot t. \]
Поскольку тело излучает само и в то же время получает энергию излучения от окружающих тел, то суммарная энергия тепловых потерь равна разности энергий, излучаемых и поглощаемых телом:
\[ W=\delta \cdot {{T}^{4}}\cdot S\cdot t-\delta \cdot T_{0}^{4}\cdot S\cdot t=\delta \cdot S\cdot t\cdot \left( {{T}^{4}}-T_{0}^{4} \right). \]
где Т, T0 — температуры поверхности тела и окружающей среды соответственно.
\[ W=4,9\cdot {{10}^{-8}}\cdot 1\cdot 3600\cdot \left( {{\left( 37+273 \right)}^{4}}-{{\left( 15+273 \right)}^{4}} \right)=4,155\cdot {{10}^{5}}. \]
Ответ:0,42 МДж.