В данной ситуации мы имеем две пластинки из жести, одна из которых зачернена, и между ними находится раскаленный стальной шарик. Вопрос касается того, какая из пластинок будет быстрее нагреваться и, следовательно, быстрее приведет к тому, что спичка, приклеенная парафином, отпадет.
Для ответа на этот вопрос необходимо рассмотреть процессы теплопередачи, в частности, тепловое излучение. Тепловое излучение — это процесс передачи энергии в форме электромагнитных волн, и его эффективность зависит от свойств поверхности материала.
Эмиссивная способность: Зачерненная пластинка имеет более высокую эмиссивную способность по сравнению с незачерненной. Эмиссивная способность — это способность поверхности излучать или поглощать тепловое излучение. Чем темнее и более матовая поверхность, тем больше она поглощает излучения. Черная поверхность близка к идеальному черному телу, которое обладает максимальной способностью поглощать и излучать тепловое излучение.
Поглощение энергии: Поскольку зачерненная пластинка лучше поглощает тепловое излучение от раскаленного шарика, она будет нагреваться быстрее, чем незачерненная. Это происходит из-за того, что черная поверхность эффективно поглощает электромагнитные волны, преобразуя их в тепловую энергию.
Теплопередача к спичке: Вследствие более быстрого нагрева зачерненной пластинки, тепло будет быстрее передаваться к спичке, приклеенной парафином. Парафин плавится при относительно низкой температуре, и когда зачерненная пластинка достигнет этой температуры, парафин расплавится, и спичка отпадет.
Таким образом, спичка, приклеенная парафином, отпадет быстрее от зачерненной пластинки, поскольку она будет эффективнее поглощать тепловое излучение от стального шарика и быстрее нагреваться, что приведет к плавлению парафина.