Ответы
Ответ:
5) За законом Стефана-Больцмана, плотність потоку енергії, що випромінюється абсолютно чорним тілом, залежить від його температури і становить:
j = σT^4
де σ - стала Стефана-Больцмана, T - температура в Кельвінах.
За формулою площа поверхні абсолютно чорного тіла залежить від плотності потоку енергії і може бути визначена за формулою:
S = Q/(jΔt)
де Q - енергія, що випромінюється за час Δt.
Підставляємо відомі значення:
σ = 5.67 × 10^-8 Вт/(м²K^4)
T = 1200 К
j = σT^4 = 5.67 × 10^-8 Вт/(м²K^4) × (1200 K)^4 = 1.41 × 10^6 Вт/м²
Q = 5 кДж = 5 × 10^3 Дж
Δt = 5 хвилин = 5 × 60 с = 300 с
Підставляємо ці значення в формулу для площі поверхні:
S = Q/(jΔt) = (5 × 10^3 Дж)/(1.41 × 10^6 Вт/м² × 300 с) ≈ 0.011 м²
Отже, площа поверхні абсолютно чорного тіла становить близько 0,011 м².
5) Да, фотон излучения абсолютно черного тела с температурой 2000 К способен вырвать электрон с поверхности калия. Этот процесс называется фотоэффектом, и он был впервые описан Альбертом Эйнштейном в 1905 году. Фотоэффект происходит, когда фотон падает на поверхность материала, и если энергия фотона достаточно высока, то он может выбить электрон из поверхностного слоя материала. Калий имеет низкую работу выхода, что означает, что для выбивания электрона из калия требуется меньшая энергия, чем для других материалов. Это делает калий часто используемым материалом в экспериментах по фотоэффекту.
7) Период полураспада - это время, в течение которого половина изначального количества радиоактивного вещества распадается. Формула для расчета количества оставшихся ядер через время t выглядит следующим образом:
N(t) = N0 * (1/2)^(t/T)
где N0 - начальное количество ядер, T - период полураспада.
В данном случае период полураспада равен 4 часам, а время, прошедшее после начала распада, равно 24 часам (суткам). Подставляя значения в формулу, получаем:
N(24) = 2*10^4 * (1/2)^(24/4) ≈ 625 ядер
Таким образом, через сутки останется примерно 625 ядер этого вещества.
8) Ядро урана-235 испытывает серию радиоактивных распадов, в результате которых он превращается в другие элементы. В данном случае, после двух бета-распадов и одного альфа-распада, ядро урана-235 превратится в ядро элемента торий-231.
Во время бета-распада, нейтрон превращается в протон, а из ядра вылетает электрон-антинейтрино. Поэтому после двух бета-распадов ядро урана-235 превратится в ядро элемента нептуний-237.
После альфа-распада ядро урана-235 теряет ядро гелия-4, и становится ядром элемента торий-231. Этот процесс можно описать следующим образом:
Уран-235 → Нептуний-237 + β- + антинейтрино
Нептуний-237 → Плутоний-237 + β- + антинейтрино
Плутоний-237 → Уран-233 + α
Таким образом, после двух бета-распадов и одного альфа-распада, ядро урана-235 превратится в ядро тория-231.