Question

Объясните пожалуйста. Массивный шар, имеющий температуру несколько сотен градусов, расположен в разреженном воздухе. Определите, какая поверхность должна быть у этого шара, чтобы он остывал как можно медленнее. А Зеркальная Б Темная полированная В Светло-серая шероховатая Г Темная шероховатая

Answer 1

Чем больше площадь, тем быстрее тело будет отдавать тепло и, следовательно, будет быстрее остывать, поэтому варианты В и Г не подходят.

Темная поверхность быстрее получает тепло, но и быстро его отдаёт, а зеркало дольше всего задерживает температуру.

В термосах внутренняя стенка всегда с зеркальным покрытием, потому что дольше всего она удерживает температуру.

Ответ: А Зеркальная.

Answer 2

Чтобы понять, какая поверхность должна быть у массивного шара, чтобы он остывал как можно медленнее, нам следует обратиться к закону излучения тепловой энергии, известному как закон Стефана-Больцмана.

Закон Стефана-Больцмана утверждает, что количество тепловой энергии, излучаемой телом, пропорционально четвёртой степени его абсолютной температуры (в кельвинах). Формула для закона Стефана-Больцмана:

$P = \sigma \cdot A \cdot T^4,$

где: $P$ - излучаемая тепловая мощность, $\sigma$ - постоянная Стефана-Больцмана ($\sigma \approx 5.67 \times 10^{-8} \, \text{Вт/(м}^2\cdot \text{К}^4\text{)}$), $A$ - площадь поверхности тела, $T$ - абсолютная температура тела в кельвинах.

Таким образом, чтобы шар остывал как можно медленнее, необходимо минимизировать тепловое излучение. Чтобы добиться этого, нужно уменьшить значение $P$, что можно сделать, выбрав наиболее подходящую поверхность.

Из предложенных вариантов наиболее подходящей будет Зеркальная поверхность (вариант А). Зеркальная поверхность обладает высоким коэффициентом отражения, что означает, что она плохо поглощает тепловую энергию. Вместо этого большая часть тепла, которая пытается покинуть шар в виде излучения, будет отражаться обратно на поверхность. Поэтому, шар с зеркальной поверхностью будет охлаждаться медленнее, чем другие варианты поверхностей.

Таким образом, ответ: А) Зеркальная.