Question

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

Answer 1

【答案】分析：（1）可直接利用熱量計(jì)算公式Q_吸=cm（t-t）求出水吸收的熱量；
（2）熱水器能把接受到的太陽(yáng)能的50%轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，水吸收的熱量已求出，可知1.2m²的面積上接收的太陽(yáng)能，又知時(shí)間為1h，根據(jù)功率公式可求出這臺(tái)熱水器每平方米的面積上接收太陽(yáng)能的平均功率；
（3）已知地球接收太陽(yáng)能的總有效面積是1.3×10¹⁴m²和接收太陽(yáng)能的平均功率可求出地球表面接收太陽(yáng)能的總功率．
解答：解：（1）水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t）=4.2×10³J/（kg?℃）×26kg×（30℃-20℃）=1.092×10⁶J；
（2）1.2m²的面積上接收的太陽(yáng)能：
W===2.184×10⁶J，
熱水器每平方米的面積上接收太陽(yáng)能的平均功率：
P==506W/m² 
（3）地球表面接收太陽(yáng)能的總功率：
P_總=1.3×10¹⁴m²P=1.3×10¹⁴m²×506W/m²=3.89×10¹⁶W．
答：（1）水吸收了1.092×10⁶J的熱量；
（2）這臺(tái)熱水器每平方米的面積上接收太陽(yáng)能的平均功率為506W/m²；
（3）地球表面接收太陽(yáng)能的總功率為3.89×10¹⁶W．
點(diǎn)評(píng)：本題通過(guò)測(cè)地球表面接受太陽(yáng)能的總功率，考查了熱量和功率的計(jì)算，實(shí)驗(yàn)和計(jì)算相結(jié)合，同時(shí)也展示了一種解決問(wèn)題的思路和方法．