Задача 17. Для определения эффективной температуры звезд используют закон Стефана–Больцмана, согласно которому мощность излучения нагретого тела P, измеряемая в ваттах, прямо пропорциональна площади его поверхности и четвёртой степени температуры: \(P = \sigma \,S\,{T^4}\), где \(\sigma  = 5,7 \cdot {10^{ — 8}}\) — постоянная, площадь S измеряется в квадратных метрах, а температура T — в градусах Кельвина. Известно, что некоторая звезда имеет площадь \(S = \frac{1}{{16}} \cdot {10^{20}}\)м2, а излучаемая ею мощность P не менее \(9,12 \cdot {10^{25}}\) Вт. Определите наименьшую возможную температуру этой звезды. Приведите ответ в градусах Кельвина.

Ответ

ОТВЕТ: 4 000.

Решение

Задача сводится к решению следующего уравнения:

\(9,12 \cdot {10^{25}} = 5,7 \cdot {10^{ — 8}} \cdot \frac{1}{{16}} \cdot {10^{20}} \cdot {T^4}\,\,\,\,\, \Leftrightarrow \,\,\,\,\,{T^4} = \frac{{16 \cdot 9,12 \cdot {{10}^{25}}}}{{5,7 \cdot {{10}^{12}}}}\)

\(T = \sqrt[4]{{\frac{{16 \cdot 912 \cdot {{10}^{12}}}}{{57}}}} = \sqrt[4]{{16 \cdot 16 \cdot {{10}^{12}}}} = 2 \cdot 2 \cdot {10^3} = 4\,000\,\,{\text{K}}{\text{.}}\)

Ответ: 4 000.