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    为了测量太阳的辐射功率，某人采取如下简单实验.取一个横截面积是3×10-2 m2的不高的圆筒，筒内装水0.6 kg，用来测量射到地面的太阳能.某一天中午在太阳光直射2 min后，水的温度升高了1 ℃.求：

    (1)在阳光直射下，地球表面每平方厘米每分钟获得的能量.

    (2)假设射到大气顶层的太阳能只有43％到达地面，另外57％被大气吸收和反射而未到达地面.你能由此估算出太阳辐射的功率吗?

    解析：(1)圆筒内的水经过2 min照射后，

        增加的内能为：ΔU=Q=cmΔt

        其中c=4.2×103 J/(kg·℃)

        所以ΔU=2.5×103 J

        每分钟获得的能量为：

    2.5×103 J÷2 min=1.25×103 J/min

        圆筒面积：S=3×102 cm2

        地球每分钟每平方厘米获得的能量为：4.2 J/(min·cm2)

    (2)太阳是以球形向外辐射能量的，其表面积为S=4πr2，其中r为球面到太阳的距离.

    以太阳为球心，以日地距离r为半径作一个球面，根据上述观测，在此球面的每平方厘米面积上每秒接收到的太阳能(即射到大气顶层的太阳能）为：4.2 J/(min·cm2)÷43％÷60 J/(s·cm2)=0.163 J/(s·cm2)

        太阳是向四面八方均匀辐射的，上述球面每秒接收到的太阳能即为太阳的辐射功率P.

        上述球面的面积为4πr2，其中r=1.5×1011 m为太阳到地球的距离，所以辐射功率P=4πr2×0.163 J/(s·cm2)=4.6×1026 W.

    答案：(1)4.2 J/(min·cm2)  (2)4.6×1026 W


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    （1）在阳光直射下，地球表面每平方厘米获得的能量。

    （2）假设射到大气顶层的太阳能只有43％到达地面，另外57％被大气吸收和反射而未到地面，你能由此估算出太阳的功率吗？

     

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    (1) 在太阳光直射下，地球表面每平方厘米每分获得的能量；
    (2) 若射到大气顶层的太阳能只有43%到达地面，另外57%被大气吸收和反射，而未到达地面，试估算太阳辐射的功率．

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