题目内容
为了测量太阳的辐射功率，某人采取如下的简单实验，取一个横截面积是3×10-2m2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．某天中午在太 阳光直射2min后，水的温度升高了1 ℃，求：
(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．
(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．
解：(1)圆筒内的水经过2mm照射后，增加的内能为
△U=Q=cm△t，其中c=4.2×103 J/(kg·℃)
所以△U=4.2×103×0.6×1J=2.5×103J
每分获得的能量为2.5×103J÷2 min=1.25×103J/min
圆筒面积S=3×10-2 m2=3×102 cm2
地球每分每平方厘米获得的能量为
1.25×103÷(3×102) J/(min·cm2)= 4.2 J/(min·cm2)
(2)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受到的太阳能（即射到大气项层的太阳能）为4.2 J/(min·cm2)÷43%÷60 s/min=0.163 J/(s·cm2)
太阳是向四面八方均匀辐射的
上述球面每秒接受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=1.5×1011m
所以辐射功率P≈4πr2×0.163 J/(s·cm2)≈4πc×(1.5×1011×102)2×0.163 J/s≈4.6×1026 J/s
△U=Q=cm△t，其中c=4.2×103 J/(kg·℃)
所以△U=4.2×103×0.6×1J=2.5×103J
每分获得的能量为2.5×103J÷2 min=1.25×103J/min
圆筒面积S=3×10-2 m2=3×102 cm2
地球每分每平方厘米获得的能量为
1.25×103÷(3×102) J/(min·cm2)= 4.2 J/(min·cm2)
(2)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受到的太阳能（即射到大气项层的太阳能）为4.2 J/(min·cm2)÷43%÷60 s/min=0.163 J/(s·cm2)
太阳是向四面八方均匀辐射的
上述球面每秒接受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=1.5×1011m
所以辐射功率P≈4πr2×0.163 J/(s·cm2)≈4πc×(1.5×1011×102)2×0.163 J/s≈4.6×1026 J/s
练习册系列答案
天天向上一本好卷系列答案
小学生10分钟应用题系列答案
相关题目