问一道关于行星表面温度计算的物理题一个行星的质量是M,半径是r,被一种密度均匀的气体包围,气体的摩尔质量是U.气体厚度远小于地球的半径.行星周围没有其他任何星体.问在星球表面的此
来源:学生作业学帮网 编辑:学帮网 时间:2024/05/18 06:21:28
问一道关于行星表面温度计算的物理题
一个行星的质量是M,半径是r,被一种密度均匀的气体包围,气体的摩尔质量是U.气体厚度远小于地球的半径.行星周围没有其他任何星体.
问在星球表面的此种气体温度是多少?
这种条件下该行星表面温度只能是宇宙背景幅射温度4.22K.周围没有其他星体那就没有其他恒星了,没有其他恒星也就得不到热量了,那他的温度不是宇宙背景温度能是什么?像地球的温度是这样计算的:太阳幅射的热量Q(单位:J/s),地球离太阳R(单位:m),地球半径r(单位:m),则过地球所在位置,以太阳为中心的一个球面面积为4πR^3,而地球占有的面积为πr^2,所以地球得到的幅射为Q*πr^2/(4πR^2),地球表面积为4πr^2,幅射出来的热量也应该是Q*πr^2/(4πR^2)才能热量平衡,而幅射热可以用公式ε(T/100)^4来计算,其中ε要根据星体表面情况来计算这个可以通过观察星体亮度来确定,就是根据距离的亮度来确定反射光的能量Q1,然后用[Q*πr^2/(4πR^2),-Q1]/[Q*πr^2/(4πR^2)]*5.67就是了,这个温度T就是星体表面温度,当然,星体幅射热的量是吸收的除去反射的之后的那些.而这个Q1嘛!地球和该星体间距为d,则Q1=Q0*4πd^2,其中Q0是在地球上单位面积上能接受到的该星体的幅射.
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