Энергия электромагнитных волн, излучаемых Солнцем в течение одного года, ΔE = 1,26 · 1034 Дж. Масса Солнца m = 2,0 · 1030 кг. Определите, за какое время масса Солнца уменьшится вдвое за счет излучения электромагнитных волн, если излучаемая мощность будет оставаться постоянной.
от

1 Ответ

Дано:  
- Энергия электромагнитных волн, излучаемых Солнцем за год, ΔE = 1,26 * 10^34 Дж.  
- Масса Солнца m = 2,0 * 10^30 кг.  

Найти:  
Время, за которое масса Солнца уменьшится вдвое.

Решение:

Для нахождения времени, необходимого для уменьшения массы Солнца вдвое, сначала определим мощность (P) излучения Солнца. Мощность можно найти, разделив общую энергию на количество секунд в году.

Количество секунд в году можно вычислить следующим образом:

t_год = 365 дней * 24 часов/день * 60 минут/час * 60 секунд/минуту = 31 536 000 секунд.

Теперь можем рассчитать мощность:

P = ΔE / t_год = (1,26 * 10^34 Дж) / (31 536 000 с).

Выполним деление:

P ≈ 4,00 * 10^26 Вт.

Теперь найдем, сколько энергии необходимо для уменьшения массы Солнца вдвое. Масса Солнца, уменьшающаяся вдвое, составляет:

m_новая = m / 2 = (2,0 * 10^30 кг) / 2 = 1,0 * 10^30 кг.

Согласно уравнению Эйнштейна, энергия, соответствующая этой массе, равна:

ΔE_масса = m_новая * c^2,

где c - скорость света (c ≈ 3 * 10^8 м/с).

Теперь подставим значения:

ΔE_масса = (1,0 * 10^30 кг) * (3 * 10^8 м/с)^2.

Вычислим c^2:

c^2 = (3 * 10^8 м/с) * (3 * 10^8 м/с) = 9 * 10^{16} м^2/с^2.

Теперь подставим это значение обратно:

ΔE_масса = (1,0 * 10^30 кг) * (9 * 10^{16}) = 9 * 10^{46} Дж.

Теперь мы знаем, что для уменьшения массы Солнца вдвое требуется 9 * 10^{46} Дж. Теперь можем найти время, необходимое для излучения этой энергии при постоянной мощности:

t = ΔE_масса / P.

Подставим известные значения:

t = (9 * 10^{46} Дж) / (4,00 * 10^{26} Вт).

Выполним деление:

t = 2,25 * 10^{20} секунд.

Чтобы перевести это время в годы, поделим на количество секунд в году:

t_в_годах = t / t_год = (2,25 * 10^{20} с) / (31 536 000 с).

Выполним деление:

t_в_годах ≈ 7,13 * 10^{12} лет.

Ответ: Время, за которое масса Солнца уменьшится вдвое за счет излучения электромагнитных волн, составляет примерно 7,13 * 10^{12} лет.
от