В фокусе сферического зеркала помещен сосуд, содержащий 100 г воды. Каков должен быть...

Question

В фокусе сферического зеркала помещен сосуд, содержащий 100 г воды. Каков должен быть диаметр зеркала, чтобы вода вскипела через 1 мин (10 мин), если зеркало направить прямо на Солнце? Поток энергии от Солнца равен 0,14 Вт/см2.

Answer 1

Дано:

t = 1 мин = 60 c

p = 0,14 Вт/см² = 1400 Вт/м²

m = 100 г = 0,1 кг

___________

D - ?

Площадь зеркала:

S=π*D²/4

Энергия светового излучения:

W = p*S*t = 1400*3,14*D²*60/4 ≈ 66000*D² Дж

Кипятим воду:

Q = c*m*Δt = 4200*0,1*100 = 42 000 Дж

По закону сохранения энергии:

66000*D² = 42000

D = √ (42000/66000) ≈ 0,80 м   или  80 см

(Аналогично и для t = 10 мин = 600 с)