问题 问答题

人类正积极开发和利用太阳能,如太阳能热水器、太阳能电池等.小颖想测出地球表面接收到太阳能的总功率.

(1)天气晴朗时,小颖测得太阳能热水器1 h内平均能使质量为36 kg的水从20℃升高到30℃,则水吸收了多少热量?[c=4.2×103J/(kg•℃)]

(2)小颖查得热水器接收太阳能的总有效面积为1.2 m2,热水器能把接收到的太阳能的50%转变为水的内能,则这台热水器每平方米的面积上接收太阳能的平均功率是多少?

(3)已知地球接收太阳能的总有效面积为1.3×1014m2,则地球表面接收到太阳能的总功率为______.小颖查阅相关资料获知,辐射到地球的太阳能总功率为1.7×1017w,与她计算得到的功率相差较大,试分析原因是______.

答案

(1)水吸收的热量为:Q=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×36kg×10℃=1.512×106J.

答:水吸收了1.512×106J的热量.

(2)1h内1.2m2太阳能热水器接收的能量E=

Q
η
=
1.512×106J
50%
=3.024×106J.

1m2接收的能量是W=

3.024×106J
1.2m2
=2.52×106J,

功率为P=

W
t
=
2.52×106J
3600s
=700w.

答:这台热水器每平方米的面积上接收太阳能的平均功率是700W.

(3)P=PS=700w×1.3×1014m2=9.1×1016w,

故答案为:9.1×1016w;

由于光的折射和反射作用,太阳在穿过大气层时会发生折射和反射,

故答案为:太阳辐射到地球的能量被大气层反射和吸收.

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