Question

在某市青少年校外活動營地“東方綠舟”內有一個綠色能源區(qū)，同學們可以在這里做太陽能和風能的研究性實驗.某同學為了測定夏季的中午單位面積上單位時間內獲得的太陽能,制作了一個太陽能集熱裝置,實驗器材有:(a)內壁涂黑的泡沫塑料箱一個,底面積為1 m²;(b)盛水塑料袋一個;(c)溫度計一支;(d)玻璃板一塊(約1 m²).如圖1所示.?

圖1

(1)有一塊斜坡草地,太陽光垂直照射到草地表面,請將上述實驗器材按實驗設計要求畫在圖2中.?

圖2

(2)已知水的比熱容為c,被水吸收的熱量Q與水的質量m、水溫升高量Δt間的關系是Q=cmΔt,則為了測定中午單位面積上單位時間內獲得的太陽能,除了需要測量m、Δt外,還應測量的物理量是_______.

(3)本實驗會有一定誤差,試寫出一條產生誤差的主要原因:_________________.?

Answer 1

解析：(1)要測定夏季的中午單位面積上單位時間內獲得的太陽能,需制作一個太陽能集熱裝置.具體做法:先將盛水的塑料袋和溫度計放入內壁涂黑的泡沫塑料箱內,然后再將玻璃板蓋在泡沫塑料箱上.做成后的裝置如圖3所示.?

圖3

其中泡沫塑料是熱的不良導體,可減少吸收來的熱量外傳;泡沫塑料箱內壁涂黑是為了增強對太陽光的有效吸收;玻璃板蓋在泡沫塑料箱上是有效防止因對流而使熱量外傳;溫度計是為了測定水的溫度.?

(2)因被水吸收的熱量Q是一段時間內照射到底面面積為1 m²的泡沫塑料箱內(即單位面積)的太陽能,而要測定的是單位時間內單位面積上獲得的太陽能,所以若設單位面積上單位時間內獲得的太陽能為E₀,則可知E₀=Q/t,即除了需要測量m、Δt外,還應測量的物理量是溫度升高所用的時間t.?

(3)本實驗過程中會有一定誤差,其中主要原因是照射到泡沫塑料箱上的太陽能沒有全部被水吸收,這會使測量結果小于實際值.?