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目前人类正积极开发和利用太阳能,例如太阳能热水器等,小明想测出地球表面接受太阳能的总功率.
(1)天气晴朗时,小明测得太阳能热水器1h内平均能使质量26kg的水从20℃升高到30℃,则水吸收了多少热量?
(2)小明查的热水器接受太阳能的总有效面积是1.2㎡,热水器能把接受到的太阳能的50%转化为水的内能,则这台热水器每平方米的面积上接收太阳能的平均功率为多少?
(3)已知地球接收太阳能的总有效面积是1.3×1014m2,则地球表面接收太阳能的总功率为多少.
分析:(1)根据热量的计算公式为Q=cm△t,从而计算出水吸收了多少的热量.
(2)太阳能的有效能量转变为水的内能即水吸收的热量,所以50%E=Q水吸,从而计算出太阳能释放的能量,又因为W=Pt,则可以得出太阳能的功率.
(3)根据上题中太阳能的平均功率,P=PS,从而计算出太阳能总功率.
当光遇到物体的表面都会发生反射,光从一种介质斜射入另一种介质时,会发生折射.
大气层的稀疏程度不同,因而光会在大气层中发生折射.
解答:解:(1)水吸收的热量:
Q=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg?℃)×26kg×(30℃-20℃)=1.092×106J.
(2)1h内1.2m2太阳能热水器接收的能量:
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=PS=506W×1.3×1014m2≈6.6×1016W,
答:(1)水吸收了1.092×106J的热量;
(2)这台热水器每平方米的面积上接收太阳能的平均功率为506W;
(3)地球表面接收太阳能的总功率为6.6×1016W.
点评:本题考查了学生对吸热公式、功及功率公式的掌握和运用,提高了学生积极开发新能源的意识,体现了学以致用,有意义.
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