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
m1=3кг
m2=10г=0,01кг
c=4,183 КДж/кг*°C=4183 Дж/кг*°C
q=30 МДж/кг=30 000 000 Дж/кг
Найти:
Δt - ?
Решение:
Q=qm2
Δt=Q/cm1
Q=30 000 000 Дж/кг * 0,01кг = 300 000 Дж
Δt=30 000 Дж / 4183 Дж/кг*°C * 3кг = 23,9°C
ответ: вода нагреется на 23,9°C.