Идеальное черное тело при комнатной температуре бросают в печь. Наблюдается что? [закрыто]

Вопрос не говорит точно, что подразумевается под самым темным , но кажется разумным интерпретировать яркость как интенсивность излучения объекта. В этом случае релевантным уравнением является закон Стефана-Больцмана :

где$\sigma$- постоянная Стефана-Больцмана и$\varepsilon$является коэффициентом излучения . Коэффициент излучения черного тела по определению равен единице, но для объектов, не являющихся черными телами, коэффициент излучения меньше единицы и в принципе может быть сколь угодно малым.

Если мы можем рассматривать печь как черное тело, то ее коэффициент излучения равен единице, а яркость обоих объектов тогда просто связана с температурой, что должно облегчить ответ на вопрос.

Если коэффициент излучения печи меньше единицы, то жизнь усложняется, но учтите, что температуры черного тела и печи должны в конечном итоге сравняться через достаточное количество времени.

Ответ может зависеть от контекста, учитывая, что он выглядит как типичный вопрос для повторения, который вы найдете в конце глав в учебниках. На вопрос о термодинамическом равновесии и законе теплового излучения Кирхгофа ответ будет D:

Можно предположить, что печь находилась в термодинамическом равновесии при температуре T непосредственно перед тем, как в нее было брошено идеально черное тело. Мы знаем, что для объекта в печи излучаемая мощность равна$\varepsilon\sigma T^4$, что поглощающая способность$\alpha$равен коэффициенту излучения$\varepsilon$, и что при термодинамическом равновесии поглощаемая мощность равна излучаемой мощности. Если поглощаемая мощность$\varepsilon\sigma T^4$и только часть$\alpha = \varepsilon$падающего излучения поглощается, то отраженное излучение должно быть$(1-\varepsilon)\sigma T^4$а полное излучение (испускаемое + отраженное), исходящее от объекта, равно$\sigma T^4$, то есть излучение черного тела при температуре T.

При том, что излучение объектов в печи равно излучению черного тела при той же температуре, ясно, что холодное черное тело будет темнее, и что при достижении той же температуры оно будет неразличимо.

На вопрос, прежде чем узнать о законе Кирхгофа или термодинамическом равновесии, ответ А был бы разумным. Черное тело имеет более высокую излучательную способность, чем не черное тело, поэтому при той же температуре оно будет ярче остальных. Не обязательно неправильно, некоторые печи имеют довольно большие отверстия, которые могут уменьшить количество отраженного излучения настолько, чтобы показать разницу. Предполагая достойный (принудительная конвекция, газовая горелка) нагрев для компенсации потерь на излучение...