Мощность P = 6 Вт, площадь пластины S = 10 см², коэффициент отражения R = 0.6
Пусть за время Δt на пластину упали N фотонов, общая энергия всех фотонов E = P Δt, энергия каждого фотона (в предположении, что свет монохроматический) e = E/N = P Δt/N. Импульс каждого налетающего фотона равен п = e/c. Посчитаем, какой импульс налетающие фотоны передали пластине. - Отражённые фотоны (их было RN) передают пластине импульс Δп = 2п - Поглощённые фотоны (их было (1-R)N) передают платине импульс Δп = п Суммарно за время Δt пластине будет передан импульс ΔП = RN * 2п + (1-R)N * п = пN * (2R + 1 - R) = (1 + R) пN = (1 + R) (P/c) Δt
Сила F, действующая на пластину, по второму закону Ньютона F = ΔП / Δt = (1 + R) * P/c
Давление - сила, отнесённая к площади: p = F/S = (1 + R) * P / cS = 1.6 * 6 / (3*10^8 * 10*10^-4) = 3.2*10^-5 Па = 32 мкПа
ДАНО
T1=10 C
T2=100 C
m1=1.2 кг
m2=0.03m1 (3%)
L=2.3*10^6 Дж/кг
C=4200 Дж/кг*С
P=800 Вт -мощность плитки
КПД=65%(0.65)
t -?
РЕШЕНИЕ
полезная мощность
Pn=Q/t
время нагревания
t=Q/Pn (1)
количество тепла на нагревание
Q1=Cm1(T2-T1)
количество тепла на испарение
Q2=Lm2=L*0.03m1
общее количество
Q=Q1+Q2= Cm1(T2-T1)+L*0.03m1=m1(C(T2-T1)+L*0.03) (2)
полезная мощность
Pn=P*КПД (3)
подставим (2) и (3) в (1)
t=Q/Pn =m1(C(T2-T1)+L*0.03) /( P*КПД) <подставим данные их условия
t=1.2(4200(100-10)+2.3*10^6*0.03) /( 800*0.65)=1031.5c =17.2 мин = 0.26 ч
ОТВЕТ 1031.5c =17.2 мин = 0.26 ч
** на выбор