Question

目前人類正積極開發(fā)和利用太陽能，例如太陽能熱水器等，小明想測出地球表面接受太陽能的總功率．
（1）天氣晴朗時，小明測得太陽能熱水器1h內(nèi)平均能使質(zhì)量26kg的水從20℃升高到30℃，則水吸收了多少熱量？
（2）小明查的熱水器接受太陽能的總有效面積是1.2㎡，熱水器能把接受到的太陽能的50%轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，則這臺熱水器每平方米的面積上接收太陽能的平均功率為多少？
（3）已知地球接收太陽能的總有效面積是1.3×10¹⁴m²，則地球表面接收太陽能的總功率為多少．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)熱量的計算公式為Q=cm△t，從而計算出水吸收了多少的熱量．
（2）太陽能的有效能量轉(zhuǎn)變?yōu)樗�的�?nèi)能即水吸收的熱量，所以50%E=Q_水吸，從而計算出太陽能釋放的能量，又因為W=Pt，則可以得出太陽能的功率．
（3）根據(jù)上題中太陽能的平均功率，P_總=PS，從而計算出太陽能總功率．
當(dāng)光遇到物體的表面都會發(fā)生反射，光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時，會發(fā)生折射．
大氣層的稀疏程度不同，因而光會在大氣層中發(fā)生折射．

解答：解：（1）水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×26kg×（30℃-20℃）=1.092×10⁶J．
（2）1h內(nèi)1.2m²太陽能熱水器接收的能量：
E=

Q

η

=

1.092×106J

50%

=2.184×10⁶J．
1m²接收的能量：
W=

2.184×106J

1.2m2

=1.82×10⁶J，
P=

W

t

=

1.82×106J

3600s

≈506W
（3）P_總=PS=506W×1.3×10¹⁴m²≈6.6×10¹⁶W，
答：（1）水吸收了1.092×10⁶J的熱量；
（2）這臺熱水器每平方米的面積上接收太陽能的平均功率為506W；
（3）地球表面接收太陽能的總功率為6.6×10¹⁶W．

點評：本題考查了學(xué)生對吸熱公式、功及功率公式的掌握和運用，提高了學(xué)生積極開發(fā)新能源的意識，體現(xiàn)了學(xué)以致用，有意義．