火星の平均表面温度は約200Kです。冥王星の平均表面温度は約40Kです。 1秒間に表面積1平方メートルあたりに放出されるエネルギーはどれですか?いくらの要因で?

火星の平均表面温度は約200Kです。冥王星の平均表面温度は約40Kです。 1秒間に表面積1平方メートルあたりに放出されるエネルギーはどれですか?いくらの要因で?
Anonim

回答:

火星が放出する #625# 冥王星よりも単位表面積あたりのエネルギーの倍以上のエネルギー。

説明:

より熱い物体がより多くの黒体放射を放出することは明らかです。このように、我々はすでに火星が冥王星よりも多くのエネルギーを放出することを知っています。唯一の問題はいくらかということです。

この問題は、両方の惑星によって放出された黒体放射のエネルギーを評価することを必要とします。このエネルギーは温度と放出される周波数の関数として表されます。

#E(nu、T)=(2π^ 2 nu)/ c(h nu)/(e ^((hnu)/(kT)) - 1)#

周波数で積分すると、単位面積あたりの総電力が温度の関数として得られます。

#int_0 ^貧弱なE(nu、T)=(pi ^ 2c(kT)^ 4)/(60(barhc)^ 3)#

(上記の式では #バー#ではなく、プランク定数の減少 #h#。ソクラテスの表記で読むのは困難です。

この2つの比率を求めると、結果は非常に簡単です。もし #T_p# 冥王星の気温は #T_m# 火星の気温、そしてその要因 #a# 次の式で計算できます。

#(pi ^ 2c(kT_m)^ 4)/(60(barhc)^ 3)= a(pi ^ 2c(kT_p)^ 4)/(60(barhc)^ 3)#

#cancel(pi ^ 2ck ^ 4)/ cancel(60(barhc)^ 3)T_m ^ 4 = acancel(pi ^ 2ck ^ 4)/ cancel(60(barhc)^ 3)T_p ^ 4#

#(T_m / T_p)^ 4 = a =(200/40)^ 4 = 5 ^ 4 = 625# 何倍も