Question

【題目】閱讀下列資料：日地距離，水的比熱容，射到地球的太陽能由于大氣層的吸收，約有能夠到達地面．他們在夏至前后做了如下的實驗：取一個橫截面積、形狀矮粗的厚壁泡沫塑料圓筒，并將筒的內(nèi)壁襯上黑色塑料薄膜．在圓筒內(nèi)裝上質(zhì)量的水，并用透明塑料薄膜將筒口封閉．在天氣晴好的某天中午進行實驗時，調(diào)整水平放置圓筒口的方位，使太陽光盡可能的垂直照射在水面上，經(jīng)過時間后，測得水的溫度升高了，求

地球表面每平方米的面積上每秒內(nèi)得到的輻射能量是多少？

請你幫助該小組的同學(xué)估算太陽的輻射功率．（保留一位有效數(shù)字）

Answer 1

【答案】；．

【解析】

（1）根據(jù)題意知道，泡沫塑料圓筒橫截面積是：S=3.0×10-2 m3 ，由于射入圓筒的太陽能完全用來使水溫升高，所以，接受的太陽輻射是：Q=Q吸=cm△t=4.2×103 J/（kg℃）×0.60kg×1.0℃=2.52×103 J；

地球表面每平方米面積上每秒內(nèi)接收的輻射能量是：Q0 =Q/St=2.52×103J/3×102m2×2×60s=700J/（m2 s）；

（2）每秒太陽直射到地球表面每平方米面積上的輻射能量是：Q1 =Q0 /50%=700J/(m2s)/0.5=1400J/（m2 s），

太陽輻射的能量均勻分布在以地日距離r為半徑、以太陽為球心的整個球面上，所以單位時間通過地球所在球面的總能量，就是太陽單位時間發(fā)出的總能量，故太陽的輻射功率是：P=4πr2 Q1 =4×3.14×（1.5×1011 m）2 ×1400J/（m2s）=4×1026 W。